Fragmente din „proto-Pământ” au supraviețuit până azi: descoperirea care schimbă istoria planetei
Un studiu recent publicat în revista Nature Geoscience aduce una dintre cele mai fascinante descoperiri din geologie și științele planetare: cercetătorii au identificat fragmente din așa-numitul „proto-Pământ” — planeta primordială care a existat înainte de coliziunea uriașă ce a format Luna acum 4,5 miliarde de ani.
Echipa de cercetători de la MIT și de la mai multe universități internaționale a descoperit semnături chimice unice în roci antice din Groenlanda, Canada și Hawaii, indicând că aceste fragmente au rezistat intacte în ciuda miliardelor de ani de activitate tectonică și de schimbări geologice.
Descoperirea se bazează pe identificarea unor raporturi neobișnuite între izotopii de potasiu, un element chimic esențial în geochimie. În mod surprinzător, aceste roci conțin o cantitate mai mică de potasiu-40 comparativ cu alte materiale de pe Terra — o anomalie care sugerează că ele provin dintr-o epocă anterioară formării Lunii.
„Aceasta ar putea fi prima dovadă directă că materialul proto-Pământului s-a păstrat până astăzi”, a explicat Nicole Nie, profesor asistent la MIT și coautoare a studiului. „Este uimitor, deoarece semnătura chimică a unei astfel de etape timpurii ar fi trebuit, teoretic, să dispară de mult timp din cauza evoluției geologice a planetei.”
Impactul cu Theia – evenimentul care a remodelat planeta
Acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, Pământul timpuriu – un glob incandescent de lavă și metale topite – a fost lovit de o altă planetă primitivă, de dimensiunea lui Marte, numită Theia. Impactul a fost atât de violent încât a topit mare parte din suprafața planetei, a aruncat în spațiu un volum uriaș de material care s-a coagulat ulterior și a format Luna, și a adus în mantaua Pământului cantități uriașe de substanțe noi.
Până acum, oamenii de știință considerau că această coliziune a „resetat” complet compoziția chimică a planetei, distrugând orice urmă a ceea ce fusese proto-Pământul. Totuși, analiza noilor mostre sugerează că fragmente din planeta originală au scăpat neatinse și au rămas „ascunse” în mantaua terestră, departe de procesul continuu de reciclare geologică.
Pentru a testa ipoteza, echipa condusă de Nie a folosit spectrometrie de masă pentru a măsura raporturile dintre cei trei izotopi naturali ai potasiului – K-39, K-40 și K-41 – în mostrele de rocă veche. În urma analizelor, s-a observat o deficiență semnificativă de potasiu-40, un rezultat imposibil de explicat prin procese geologice moderne.
Simulările computerizate bazate pe date din meteoriți și pe modelele de evoluție a Sistemului Solar au arătat că doar materialul existent înainte de impactul cu Theia ar putea avea această semnătură isotopică. „Cel mai plauzibil scenariu este că aceste roci provin dintr-o porțiune a proto-Pământului care a supraviețuit coliziunii”, afirmă Philip Carter, specialist în științe planetare la Universitatea din Bristol, care nu a fost implicat în studiu.
Ce ne spun aceste roci despre originile planetei
Faptul că aceste fragmente de proto-Pământ au rezistat miliarde de ani într-un mediu atât de dinamic este considerat remarcabil. În mod normal, procesele de tectonică a plăcilor, erupțiile vulcanice și circulația materialului din manta ar fi trebuit să distrugă sau să amestece complet orice urmă a chimiei originare a planetei.
„Această semnătură a fost păstrată separat de restul rocilor de pe Pământ pentru o perioadă extrem de lungă”, spune Carter. „Probabil există mult mai mult material proto-terestru ascuns adânc în mantaua inferioară – ceea ce vedem acum sunt doar mici fragmente care au reușit să ajungă la suprafață.”
Descoperirea are implicații majore pentru înțelegerea procesului de formare a planetelor. Potrivit geochimiștilor, raporturile dintre izotopii de potasiu pot dezvălui detalii despre temperaturile extreme și condițiile din care s-a născut Pământul. Mai mult, diferențele dintre compoziția proto-Pământului și cea a meteoriților sugerează că planeta noastră s-a format din materiale distincte față de restul corpurilor din Sistemul Solar.
Martin Schiller, profesor de geochimie la Universitatea din Copenhaga, consideră că studiul schimbă fundamental modul în care privim istoria timpurie a Terrei: „Observația este surprinzătoare și unică. Semnătura izotopică a potasiului din aceste roci nu poate fi explicată prin amestecuri de meteoriți. Ea arată că proto-Pământul avea o compoziție chimică aparte, diferită de orice alt obiect cunoscut.”
Această descoperire reconfigurează una dintre cele mai importante povești din știință – formarea planetei noastre. Dacă o parte din „primul Pământ” a supraviețuit, atunci există o fereastră directă către condițiile care au precedat apariția vieții. Fragmentele de rocă din Groenlanda, Canada și Hawaii nu sunt doar relicve geologice; ele sunt, în esență, bucăți autentice dintr-o lume de dinaintea lumii. Cercetătorii speră ca, prin viitoare foraje și analize isotopice, să identifice și alte regiuni unde materialul proto-terestru s-ar putea ascunde, oferind răspunsuri la întrebarea care ne fascinează de secole: cum a început, de fapt, Pământul?