Mer än 90 % av jordens kontinentala skorpa består av kiseldioxidrika mineraler, såsom fältspat och kvarts. Men var kom detta kiselberikade material ifrån? Och kan det ge en ledtråd i sökandet efter liv på andra planeter?

Konventionell teori hävdar att alla de tidiga jordskorpans ingredienser bildades av vulkanisk aktivitet. Nu, dock, McGill Universitys jordforskare Don Baker och Kassandra Sofonio har publicerat en teori med en ny twist:några av de kemiska komponenterna i detta material slog sig ner på jordens tidiga yta från den ångande atmosfären som rådde vid den tiden.

Först, lite uråldrig geokemisk historia:Forskare tror att en planetoid i storleken Mars plöjde in i protojorden för cirka 4,5 miljarder år sedan, smälter jorden och förvandlar den till ett hav av magma. I kölvattnet av det nedslaget – som också skapade tillräckligt med skräp för att bilda månen – svalnade jordens yta gradvis tills den var mer eller mindre fast. Bakers nya teori, som den konventionella, bygger på den förutsättningen.

Atmosfären efter den kollisionen, dock, bestod av högtemperaturånga som löste stenar på jordens omedelbara yta - "ungefär som hur socker löses i kaffe, " förklarar Baker. Det är här den nya rynkan kommer in. "Dessa upplösta mineraler steg till den övre atmosfären och svalnade, och sedan skulle dessa silikatmaterial som var upplösta vid ytan börja separera ut och falla tillbaka till jorden i vad vi kallar ett silikatregn."

För att testa denna teori, Bagare och medförfattare Kassandra Sofonio, en McGill forskarassistent, tillbringade månader med att utveckla en serie laboratorieexperiment utformade för att efterlikna de ångande förhållandena på den tidiga jorden. En blandning av bulksilikatjordmaterial och vatten smältes i luft vid 1, 550 grader Celsius, maldes sedan till ett pulver. Små mängder av pulvret, tillsammans med vatten, var sedan inneslutna i guld palladiumkapslar, placeras i ett tryckkärl och värms upp till cirka 727 grader Celsius och 100 gånger jordens yttryck för att simulera förhållanden i jordens atmosfär cirka 1 miljon år efter det månbildande nedslaget. Efter varje experiment, proverna släcktes snabbt och materialet som hade lösts upp i högtemperaturångan analyserades.

Experimenten styrdes av andra forskares tidigare experiment på berg-vatteninteraktioner vid höga tryck, och av McGill-teamets egna preliminära beräkningar, Baker anteckningar. Ändå, "vi blev förvånade över likheten mellan det lösta silikatmaterialet som producerades av experimenten" med det som finns i jordskorpan.

Deras resulterande papper, publicerad i tidningen Earth and Planetary Science Letters , presenterar en ny teori om "luftmetasomatism" - en term som myntats av Sofonio för att beskriva processen genom vilken kiseldioxidmineraler kondenserade och föll tillbaka till jorden under cirka en miljon år, producerar några av de tidigaste stenexemplaren som är kända idag.

"Vårt experiment visar kemin i denna process, " och kan ge forskare viktiga ledtrådar om vilka exoplaneter som kan ha kapacitet att hysa liv, säger Baker.

"Den här tiden i tidiga jordens historia är fortfarande riktigt spännande, " tillägger han. "Många tror att livet började väldigt snart efter de här händelserna som vi pratar om. Detta sätter upp scenerna för att jorden ska vara redo att stödja liv."