Yeni araştırmalar, Dünya’nın kademeli soğumasının karbon ve klorun derin döngüsünü derinden etkilediğini ve davranışlarını yüzeyden içeriye doğru değiştirdiğini ortaya koyuyor. Anlayıştaki bu değişim, Dünya’nın jeolojik tarihine, ikliminin, okyanuslarının ve yaşamına ilişkin bakış açımızı etkiliyor ve hatta Mars gibi diğer gezegenlerdeki koşullara ilişkin bilgiler bile sunabiliyor.
Macquarie Üniversitesi’nden yer bilimcisi Dr. Chunfei Chen, üç milyar yıl öncesine kadar olan jeolojik süreçlere yeni bir ışık tutuyor ve bilim camiasının Dünya’nın erken dönemlerine ilişkin anlayışında önemli bir değişime işaret ediyor.
Yakın zamanda Nature dergisinde yayınlanan araştırma, Dünya’nın kademeli soğumasının, Dünya’nın yüzeyi ile iç kısmı arasındaki derin karbon ve klor döngüsü üzerindeki dönüştürücü etkilerini araştırıyor.
“Dünyanın soğuması, hem karbon hem de klorun derin döngülerinde çok büyük değişikliklere neden oldu. ” diyor Dr. Chen.
Dr. Chunfei Chen deneysel analiz yapıyor. Kredi: Macquarie Üniversitesi
“Günümüzde klor genellikle volkanik gazlar halinde yüzeye geri dönerken, karbonun çoğu yüzlerce kilometre derinlikte katı karbonat olarak hapsoluyor; ancak Dünya şimdiki yaşının yaklaşık üçte ikisine gelene kadar durum tam tersiydi.”
Gezegenin oluşumundan sonraki ilk dönemde Magma Dünya yüzeyine hakim oldu, ancak gezegen yavaş yavaş soğudukça kabuksal hale geldi. Yüzeyde yaklaşık 100 km kalınlığında levhalar oluşmuş ve levha tektoniği süreci altında manto üzerinde süzülmüştür.
Okyanus tektonik levhaları dalma zonlarında mantoya geri dalarken, okyanusların altındaki oluklara yerleşmiş çökeltiler de oluşmuş olabilir. mantoya itildi.
Yüksek basınçlı erime deneylerinde bu çökeltilerin kaderini araştıran bilim insanları, daha önce karbonun yalnızca küçük bir bileşen olduğu tüm okyanus çökeltilerinin ortalamasını işlemden geçirmişti.
Ancak karbonun çoğu karbonat çökeltilerinde birikir (yüzeydeki geniş karbonat çökeltilerinin bilinen örnekleri arasında Dover’daki Beyaz Kayalıklar veya İtalya’daki Dolomitler yer alır) ve bunlar, karbonun küçük kısımlarından farklı davranabilir.
Ingleborough – Birleşik Krallık’ın Dover kentindeki Kayalıklarda karbonat çökeltileri oluşur. Kredi: Stephen Foley
Dr. Chen’in ekibi, kireçtaşları ve tebeşirin batmasını simüle etmek için yüksek basınç deneyleri kullandı ve kireçtaşlarındaki herhangi bir kirin önce eriyerek silikat eriyiği ürettiğini, karbonatın ise katı halde daha derinlere itildiğini ve mantonun derinliklerine doğru ilerleyebildiğini buldu.{ 4}
Araştırma ekibi aynı zamanda Dünya’nın uzun tarihinin daha önceki, daha sıcak dönemlerini taklit eden koşulları da test etti ve kireçtaşlarının eridiğini, ancak tuzların ürettikleri karbonat erimelerinde çözünmediğini ve bunun yerine mantonun derinliklerine doğru itildiğini buldu. numuneleri analiz eden çalışmanın ikinci yazarı Dr. Michael Forster, “Tuzun ve safsızlıkların karbonatlardan nasıl tamamen ayrıldığını görmek dikkat çekiciydi” diyor. Avustralya Ulusal Üniversitesi.
Dr. Forster, elektron mikroskobunun küçük deney aşamalarını büyütüp analiz etmesi ve temiz kalsit kristallerinin yanında söndürülmüş cam ve tuzdan oluşan bir havuz göstermesiyle ekibin bir ilerleme kaydettiğini söylüyor.
Bunu gördüklerinde Chunfei heyecanla yanıt verdi: ‘ Vay be, ilginç, bu, batma bölgelerinin, tuzun Dünya’nın derinliklerine girmesine izin veren dev bir filtre görevi görmesi gerektiği anlamına geliyor!’”
Araştırma, karbon, nitrojen ve karbonun derin döngülerini izleyen daha büyük bir projenin parçasıdır. Macquarie Üniversitesi Doğa Bilimleri Okulu’ndan Seçkin Profesör Stephen Foley liderliğinde, Dünya’nın evrim tarihinde klor ve klor.
“Dünya’nın derin mantosu ile yüzeyi arasında karbon, klor ve nitrojen gibi uçucu elementlerin değişimi. iklimin, okyanusların ve Dünya üzerindeki tüm yaşamın evriminin anahtarıdır,” diyor Profesör Foley.
“Bu önemli araştırma, ortalama tortul kayalardan ziyade devasa miktarda karbonat çökeltisi parçalarının batmasını dikkate alan ilk araştırmadır” – büyük karbonat bloklarının levha tektoniğine dahil olması daha gerçekçi olsa da,” diyor.
“Zaman içinde klor ve karbon davranışında meydana gelen bu değişiklikler, büyük olasılıkla, Dünya’nın farklı zamanlarında deniz suyunun ne kadar tuzlu olduğunu etkilemiştir” tarihe geçti ve yeryüzünde yaşamın gelişimi üzerinde etki yarattı.”
Bu araştırmanın, gezegenimizin evrimi ve yaşamın gelişimiyle olan hassas etkileşimi hakkında daha kapsamlı bir bakış açısına yol açacağını ve bize yardımcı olabileceğini ekliyor. Mars gibi bizim gezegenlerimizin ötesindeki gezegenlerdeki koşulları anlamak için.
Referans: Chunfei Chen, Michael W. Förster, Stephen F. Foley ve Svyatoslav tarafından yazılan “Karbonat bakımından zengin kabuk batması derin karbon ve klor döngülerini harekete geçirir” S. Shcheka, 9 Ağustos 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06211-4