หากคุณเป็นนักธรณีวิทยา - ผู้ที่ศึกษาอายุของโลกของเราและการก่อตัวของหินคุณจะใช้เวลาส่วนใหญ่กับ zircons พวกเขาเป็นผลึกที่ทนทานซึ่งพบได้ในหินหลายชนิดและเนื่องจากพวกมันเก็บรักษาข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับอดีตอันลึกล้ำจึงเรียกว่า "แคปซูลกาลเวลา" ด้วยความรัก เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้ใช้ zircons เพื่อทำลายปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดชิ้นหนึ่งของยุคก่อนประวัติศาสตร์
ประมาณ 540 ล้านปีก่อนยุคแคมเบรียนเริ่มต้นขึ้น ช่วงเวลาสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกมันทิ้งบันทึกฟอสซิลที่หลากหลายไว้เบื้องหลังและเป็นจุดเริ่มต้นของกัปปัจจุบันของเรา ในหลาย ๆ แห่งทั่วโลกเช่นแกรนด์แคนยอนเราพบเศษหินแคมเบรียนกองอยู่บนชั้นหินที่มีอายุระหว่าง 250 ล้านถึง 1.2 พันล้านปี จำเป็นต้องพูดว่าค่อนข้างช่องว่างอายุเรียกว่าGreat Unconformityการแบ่งระหว่างสองชั้นนี้เป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ มีเรื่องราวอะไร จู่ๆหินมูลค่าหลายล้านปีก็หายไปหรือไม่?
การศึกษาในเดือนธันวาคมปี 2018 เพื่อค้นหาและอ้างว่าเปลือกโลกถูกธารน้ำแข็งตัดขาดในช่วงเวลาที่พื้นผิวส่วนใหญ่หรือทั้งหมดของโลกถูกเคลือบด้วยน้ำแข็ง เซสชั่น Bulldozing ครั้งยิ่งใหญ่นั้นอาจสร้างเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนเช่นบรรพบุรุษของเราเองที่จะเจริญรุ่งเรือง บทความเรื่อง " Neoproterozoic Glacial Origin of the Great Unconformity " ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences
คริสตัลจ้อง
C.Brenhin Kellerนักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์เป็นผู้นำการศึกษา ในอีเมลเขาเขียนว่าทีมของเขาได้รวบรวมวรรณกรรมที่มีอยู่เพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องขนาดใหญ่เกี่ยวกับธรณีเคมีและชั้นหิน เคลเลอร์กล่าวว่าข้อมูลที่พวกเขารวบรวมเป็นตัวแทนของ "หลายพันชั่วโมงทั้งในการทำงานภาคสนามและเวลาในการวิเคราะห์ซึ่งจัดทำโดยคนหลายร้อยคนในช่วงหลายปีที่ผ่านมา"
Zircons เป็นจุดสนใจหลัก โดยปกติแล้วผลึกเพทายจะถูกสร้างขึ้นเมื่อแมกมาที่อุดมด้วยซิลิกาเย็นตัวลง "เช่นเดียวกับระบบธรรมชาติ Magmas คือเบียร์ที่อุดมไปด้วยองค์ประกอบอื่น ๆ " Jon Hussonผู้เขียนร่วมการศึกษาอธิบายผ่านอีเมล "และองค์ประกอบเหล่านั้นบางส่วนสามารถแทนที่ [ตัวเอง] ในโครงสร้างของเพทายได้"
ตัวอย่างเช่น zircons มักประกอบด้วยยูเรเนียมซึ่งค่อยๆสลายตัวและเปลี่ยนเป็นตะกั่ว ดังนั้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์ดูองค์ประกอบของตัวอย่างยูเรเนียม / ตะกั่วภายในเพทายพวกเขาจะสามารถทราบได้ว่าคริสตัลมีอายุเท่าใด มันออกเดทด้วยเรดิโอเมตริกที่ดีที่สุด
องค์ประกอบที่อยากรู้อยากเห็น
เคลเลอร์และ บริษัท ตรวจสอบข้อมูลเกี่ยวกับคริสตัลเพทายที่เก็บรักษาไว้มูลค่า 4.4 พันล้านปี ผู้ที่มาจากหินแคมเบรียนยุคแรกมีเรื่องน่าประหลาดใจอยู่ในร้าน
เปลือกโลกตั้งอยู่ด้านบนของชั้นที่เรียกว่าแมนเทิล พื้นที่กันชนหนาซึ่งส่วนใหญ่ทำจากหินแข็งเสื้อคลุมแยกเราออกจากแกนกลางชั้นในของโลก องค์ประกอบบางอย่างให้ความรู้สึกเหมือนอยู่บ้านในเสื้อคลุมมากกว่าที่ทำบนเปลือกโลก Lutetium เป็นตัวอย่างที่ดี เช่นเดียวกับที่ยูเรเนียมสลายตัวเป็นตะกั่วลูทีเทียมจะค่อยๆเปลี่ยนเป็นไอโซโทปแฮฟเนียมบางส่วนเมื่อเวลาผ่านไป
เคลเลอร์กล่าวเมื่อเสื้อคลุมที่เป็นของแข็งของโลก "[ละลาย] บางส่วน ... ลูทีเทียมมีแนวโน้มที่จะอยู่ในเสื้อคลุมมากขึ้น" ในกระบวนการนี้ "แฮฟเนียมมีจำนวนมากขึ้นไปสู่แมกมาใหม่" ซึ่งมีแนวโน้มที่จะผลักผ่านภูเขาไฟไหลทะลักออกสู่พื้นผิวและกลายเป็นหินแข็ง
อลิซาเบ ธ เบลล์ - นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งที่ทำงานเกี่ยวกับการศึกษานี้ - อธิบายทางอีเมลว่าไอโซโทปแฮฟเนียมสามารถช่วยให้เราทราบได้ว่า "วัสดุที่หลอมเป็นหินหนืด" มีอายุเท่าใด นั่นคือคุณภาพที่เป็นประโยชน์ จากการดูอัตราส่วนไอโซโทปแฮฟเนียมในเซอร์คอนแคมเบรียนเบลล์และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ตระหนักว่าผลึกดังกล่าวมาจากหินหนืดซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีอายุมากและมีเปลือกแข็งมาก
อย่างไรก็ตามวัตถุดิบนี้ถูกขับลงไปในเสื้อคลุมหรือลึกเข้าไปในเปลือกโลกซึ่งมันละลาย ระหว่างทางหินที่เดินทางได้ดีได้สัมผัสกับน้ำที่เป็นของเหลวเย็นซึ่งเห็นได้จากสัญญาณไอโซโทปออกซิเจนที่บอกเล่าเรื่องราวที่พบใน zircons เดียวกัน
น้ำแข็งหินและแมกมา
เนื่องจากธารน้ำแข็งเป็นตัวแทนของการกัดเซาะทีมงานของ Keller จึงเสนอว่าความไม่เป็นไปตามมาตรฐานที่ยิ่งใหญ่ถูกสร้างขึ้นเมื่อกิจกรรมของน้ำแข็งทำให้เปลือกโลกของเราจำนวนมากไหลลงสู่มหาสมุทรในช่วงปีของโลกที่มีก้อนหิมะ
สมมติฐานที่เรียกว่า "ก้อนหิมะโลก" อ้างว่าระหว่าง 750 ถึง 610 ล้านปีที่แล้วธารน้ำแข็งเคลือบโลกของเราเป็นระยะ ๆ โดยทอดตัวจากขั้วโลกไปยังเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากอาจฟังดูเป็นธรรมชาติสมมติฐานพื้นฐานเป็นที่นิยมในหมู่นักธรณีวิทยา (แม้ว่านักวิจัยบางคนไม่คิดว่ามหาสมุทรจะแข็งตัว - อย่างน้อยก็ไม่ใช่ทั้งหมด)
Keller, Husson and Bell envision the walls of ice behaving like giant scythes. All the world's major landmasses would have been trimmed down; the typical continental crust might have lost 1.8 to 3 miles (3 to 5 kilometers) of vertical rock to the shearing glaciers. After being pushed onto the ocean floor, the displaced crustal rock was eventually subducted into Earth's mantle and later recycled. Or so goes the new hypothesis.
(At this point, we should mention that the recently published study contradicts a February 2018 paper published in the journal Earth and Space Science that speculates the snowball Earth period may have happened after a time of mass erosion created the Great Unconformity.)
Life Goes On
If Keller's team is correct in its hypothesis, we might have an explanation for why there aren't many meteorite impact craters that predate the snowball Earth phase. Theoretically, the grating glaciers would've stripped most of the older ones away. En route, the ice may have also opened the door for complex life-forms — which didn't start to appear until about 635 to 431 million years ago — to evolve.
"While the snowball [Earth] itself would have been a pretty harsh environment for life, one implication of [our] study is that the erosion of this much crust could have freed up a lot of phosphorous trapped in igneous rocks," Keller explains. Phosphorous, he notes, is "a critical part of DNA and ATP" and something all contemporary organisms require.
NOW THAT'S INTERESTING
Sir Douglas Mawson was one of the founding fathers of the snowball Earth hypothesis. An adventurer as well as a geologist, he was the sole survivor of a three-man trek across Antarctica that began in the year 1912. At one point, Mawson had to walk alone over 100 miles (161 kilometers) of frigid terrain in order to meet up with his eventual rescuers.
