• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Tidiga jordens heta mantel kan ha lett till den arkeiska vattenvärlden

    En konstnärs återgivning av jorden under den arkeiska eonen, med en dimmig atmosfär, få landmassor och ett globalt hav. Kredit:Alec Brenner, Harvard Universitet

    Ett stort globalt hav kan ha täckt tidig jord under den tidiga arkeiska eonen, 4 till 3,2 miljarder år sedan, en bieffekt av att ha en varmare mantel än idag, enligt ny forskning.

    De nya rönen utmanar tidigare antaganden om att storleken på jordens globala hav har förblivit konstant över tiden och ger ledtrådar till hur dess storlek kan ha förändrats under geologisk tid, enligt studiens författare.

    Det mesta av jordens ytvatten finns i haven. Men det finns en andra reservoar av vatten djupt i jordens inre, i form av väte och syre kopplat till mineraler i manteln.

    En ny studie i AGU avancerar , som publicerar hög effekt, öppen tillgång till forskning och kommentarer över jorden och rymdvetenskap, uppskattar hur mycket vatten manteln potentiellt kan rymma idag och hur mycket vatten det kunde ha lagrat tidigare.

    Resultaten tyder på att eftersom den tidiga jorden var varmare än den är idag, dess mantel kan ha innehållit mindre vatten eftersom mantelmineraler håller kvar mindre vatten vid högre temperaturer. Om man antar att manteln för närvarande har mer än 0,3-0,8 gånger havets massa, ett större ythav kan ha funnits under det tidiga arkeiska havet. Vid den tiden, manteln var ca 1, 900-3, 000 grader Kelvin (2, 960-4, 940 grader Fahrenheit), jämfört med 1, 600-2, 600 grader Kelvin (2, 420-4, 220 grader Fahrenheit) idag.

    Om den tidiga jorden hade ett större hav än idag, som kunde ha ändrat sammansättningen av den tidiga atmosfären och minskat hur mycket solljus som reflekterades tillbaka till rymden, enligt författarna. Dessa faktorer skulle ha påverkat klimatet och livsmiljön som stödde det första livet på jorden.

    "Det är ibland lätt att glömma att den djupa insidan av en planet faktiskt är viktig för vad som händer med ytan, sa Rebecca Fischer, en mineralfysiker vid Harvard University och medförfattare till den nya studien. "Om manteln bara kan hålla så mycket vatten, det måste gå någon annanstans, så vad som händer tusentals kilometer under ytan kan ha ganska stora konsekvenser."

    Jordens havsnivå har förblivit ganska konstant under de senaste 541 miljoner åren. Havsnivåer från tidigare i jordens historia är mer utmanande att uppskatta, dock, eftersom få bevis har överlevt från den arkeiska eonen. Över geologisk tid, vatten kan röra sig från ythavet till det inre genom plattektonik, men storleken på det vattenflödet är inte väl förstått. På grund av denna brist på information, Forskare hade antagit att den globala havsstorleken förblev konstant över geologisk tid.

    I den nya studien, medförfattare Junjie Dong, en mineralfysiker vid Harvard University, utvecklat en modell för att uppskatta den totala mängden vatten som jordens mantel potentiellt skulle kunna lagra baserat på dess temperatur. Han införlivade befintliga data om hur mycket vatten olika mantelmineraler kan lagra och övervägde vilka av dessa 23 mineraler som skulle ha förekommit vid olika djup och tidpunkter i jordens förflutna. Han och hans medförfattare relaterade sedan dessa lagringsuppskattningar till volymen på ythavet när jorden svalnade.

    Jun Korenaga, en geofysiker vid Yale University som inte var involverad i forskningen, sa att detta är första gången som forskare har kopplat mineralfysikdata om vattenlagring i manteln till havets storlek. "Det här sambandet har aldrig tagits upp tidigare, " han sa.

    Dong och Fischer påpekar att deras uppskattningar av mantelns vattenlagringskapacitet innebär mycket osäkerhet. Till exempel, forskare förstår inte helt hur mycket vatten som kan lagras i bridgmanit, huvudmineralen i manteln.

    De nya rönen kastar ljus över hur det globala havet kan ha förändrats över tid och kan hjälpa forskare att bättre förstå vattnets kretslopp på jorden och andra planeter, vilket kan vara värdefullt för att förstå var livet kan utvecklas.

    "Det är definitivt användbart att veta något kvantitativt om utvecklingen av den globala vattenbudgeten, sa Suzan van der Lee, en seismolog vid Northwestern University som inte deltog i studien. "Jag tror att det här är viktigt för snåla seismologer som jag själv, som gör avbildning av nuvarande mantelstruktur och uppskattar dess vatteninnehåll, men det är också viktigt för människor som jagar efter vattenförande exoplaneter och frågar om ursprunget till var vårt vatten kom ifrån."

    Dong och Fischer använder nu samma metod för att beräkna hur mycket vatten som kan hållas inne på Mars.

    "I dag, Mars ser väldigt kall och torr ut, "Dong sa. "Men många geokemiska och geomorfologiska bevis tyder på att tidiga Mars kan ha innehållit lite vatten på ytan - och till och med ett litet hav - så det finns ett stort intresse för att förstå vattnets kretslopp på Mars."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com