Rekor kıran manto kayalarının kurtarılması Dünya tarihini yeniden tanımlayabilir

Bilim adamlarının öncü manto kayaları keşfi, Dünya’nın volkanik aktivitesi, ilkel döngüleri ve belki de yaşamın kökenleri hakkında yeni bilgiler sağlayarak, Yer bilimlerinde büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Uluslararası bir ekip, mantonun Dünya üzerindeki yaşamı destekleme, volkanik aktiviteyi teşvik etme ve küresel döngüleri etkilemedeki rolünü araştırmaya başladı.

Bilim insanları, Dünya’nın mantosundan, kabuğun altındaki katmandan ve gezegenin en büyük bileşeninden kaynaklanan ilk uzun kaya parçasını başarılı bir şekilde ele geçirdi. Araştırmaya göre bu kayaların, mantonun Dünya’daki yaşamın kökenindeki rolüne, eridiğinde meydana gelen volkanik aktiviteye ve bunun karbon ve hidrojen gibi hayati elementlerin küresel döngüleri üzerindeki etkisine ışık tutması bekleniyor. takım.

399. Keşif Gezisi ‘Hayatın Yapı Taşları, Atlantis Bloğu’ sırasında, Orta Atlantik Sırtı boyunca manto kayalarının açığa çıktığı deniz tabanının bir bölümü olan ‘tektonik pencere’den 1.268 m (4.160 ft) neredeyse sürekli manto kayası çıkarıldı. okyanusta sondaj gemisi Guede’nin kararı 2023 baharında.

1960’ların başlarına kadar uzanan girişimlerle bu çıkarma, iki düzineden fazla ülkeden oluşan uluslararası bir deniz araştırma konsorsiyumu olan ve üzerinde çalışmak üzere okyanus tabanından silindirik tortu ve kaya örnekleri toplayan Uluslararası Okyanus Keşif Programı’nın önderliğinde rekor kıran bir başarıydı. Dünyanın tarihi.

Araştırmacılar, mantodan çıkarılan kayaların, bugün kıtalarımızı oluşturan yaygın kayalara değil, erken Dünya’da bulunanlara daha çok benzediğini söylüyor. İmaj kredisi: Profesör Johan Lisenberg

Kurtarılan kayaların analizi

O zamandan beri misyon ekibi, bileşimlerini, yapılarını ve bağlamlarını anlamak için mantodan çıkarılan kayaların bir envanterini derledi.

Sonuçları dergide sunuldu bilimlerBu çalışma, geri kazanılan kayalarda beklenenden daha uzun bir çözünme geçmişi olduğunu ortaya koyuyor.

Cardiff Üniversitesi Yer ve Çevre Bilimleri Okulu’ndan baş yazar Profesör Johan Lisenberg şunları söyledi: “Geçen yıl kayaları kurtardığımızda, bu, Yer bilimleri tarihinde büyük bir atılımdı, ancak daha da önemlisi bunların değeri, manto kaya çekirdeklerinin içeriğinde yatıyor. bize gezegenimizin oluşumu ve evrimi hakkında bilgi verebilir.” Çalışmamız, elde edilen kayalarda bulunan minerallerin yanı sıra kimyasal bileşimlerini de belgeleyerek mantonun bileşimine bakarak başlıyor. Kayalarda çok daha az piroksen var, ve kayalar çok yüksek konsantrasyonlarda magnezyum içeriyor; bunların her ikisi de beklediğimizden çok daha yüksek miktarlardaki erimeden kaynaklanıyor.”

Profesör Johan Lissenberg (solda) ve meslektaşları Orta Atlantik Sırtı’ndaki bir “tektonik pencereden” elde edilen çekirdekleri analiz ediyor. İmaj kredisi: Leslie Anderson, Uzm. 399, JRSO_IODP

Bu erime, manto Dünya’nın derin kısımlarından yüzeye doğru yükseldiğinde meydana geldi.

Araştırmacılar, bu sürecin daha ileri analizinin sonuçlarının, magmanın nasıl oluştuğunu ve volkanik aktiviteye nasıl yol açtığını anlamak için önemli çıkarımlara sahip olabileceğini söylüyor.

“Ayrıca magmanın manto boyunca taşındığı kanalları da bulduk ve böylece magmanın oluşup Dünya yüzeyine çıktıktan sonraki kaderini takip edebildik. Bu önemli çünkü bize mantonun özellikle volkanları nasıl erittiğini ve beslediğini anlatıyor. Dünyadaki volkanik aktivitenin çoğunluğunu oluşturan okyanus tabanındaki kayalar.” “Bu manto kayalarına ulaşmak, volkanlar ile nihai magma kaynağı arasındaki bağlantıyı kurmamıza olanak tanıyacak.”

Yaşamın kökeniyle olası bağlantı

Çalışma aynı zamanda manto kayalarında bol miktarda bulunan bir mineral olan peridotun deniz suyuyla nasıl etkileşime girerek hidrojen ve yaşamı besleyebilecek diğer molekülleri üreten bir dizi kimyasal reaksiyonu tetiklediğine dair ön sonuçlar da sağlıyor.

Bilim insanları bunun Dünya’daki yaşamın kökenindeki temel süreçlerden biri olabileceğine inanıyor.

Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nde jeoloji ve jeofizik alanında yardımcı bilim insanı olan ve görevde ortak bilimcilerden biri olan Dr. Susan Q. Lange, “Dünya’nın erken dönemlerinde var olan kayalar, Dünya’da var olanlara çok benzer” dedi. Kaya ve sıvı örneklerini analiz etmeye devam eden bir ekibin parçası olarak bu keşif gezisi sırasında bunları, bugün kıtalarımızı oluşturan en yaygın kayalardan elde ettik.

Okyanus sondaj gemisi JOIDES Solution’ın 399 numaralı Keşif Gezisi “Hayatın yapı taşları, Atlantis bloğu”, 2023 baharında 1.268 metrelik neredeyse kesintisiz manto kayasını kurtardı. Telif hakkı: Thomas Runge (Keşif Gezisi 399, JRSO_IODP)

“Bu verilerin analizi bize, Dünya tarihinin erken dönemlerinde var olan ve uzun jeolojik zaman dilimleri boyunca en eski yaşam formlarına ev sahipliği yapmak için sürekli bir yakıt kaynağı ve uygun koşullar sağlamış olabilecek kimyasal ve fiziksel ortamlar hakkında kritik bir fikir veriyor.”

JOIDES Çözüm misyonundan 30’dan fazla bilim insanından oluşan uluslararası ekip, çok çeşitli sorunları çözmek için kurtarılan krater örnekleri üzerinde araştırmalarına devam edecek.

Expedition 399’un ana savunucusu ve görevdeki eşbaşkan bilim insanı olan Leeds Üniversitesi Dünya ve Çevre Okulu’nda Doçent olan Dr. Andrew McCaig şunları ekledi: “İlk tekliften başlayarak Expedition 399’a katılan herkes 2018’de bu belgede belgelenen başarılardan gurur duyabiliriz.” “Yeni derin çukurumuz, manto erime süreçleri, kayalar ve okyanus arasındaki kimyasal alışveriş, organik jeokimya gibi çok çeşitli disiplinlerde onlarca yıl boyunca türü değiştiren bir bölüm olacak.” ve mikrobiyoloji. Misyondan elde edilen tüm veriler tamamen mevcut olacak ve bu, uluslararası bilimin nasıl yapılması gerektiğine dair bir model olacak.”

Referans: “Serpantinleşmiş Tükenmiş Peridotitin Uzun Kesiti”, C. Johan Lissenberg, Andrew M. McCaig, Susan Q. Lange, Peter Blum, Natsuo Abe, William J. Brazelton, Remy Coltat, Jeremy R. Dekanlar, Christine L. Dickerson, Margaret Godard, Barbara E. John, Frieder Klein, Rebecca Cohen, Kuan-Yu Lin, Haiyang Liu, Ethan L. Lopez, Toshio Nozaka, Andrew J. Parsons, Vamdev Pathak, Mark K. Regan, Jordyn A. Rubary, Evan B. Savov, Esther M. Schwarzenbach, Olivier J. Şişman, Gordon Southam, Fengping Wang, C. Jeffrey Witt, Leslie Anderson ve Sarah Treadwell, 8 Ağustos 2024, bilimler.
DOI: 10.1126/science.adp1058