Voda sa Zemljine površine dospevala je duboko u njenu unutrašnjost i učestvovala u stvaranju magme još pre približno 3,1 milijardu godina. Hemijski tragovi sačuvani u nekim od najstarijih vulkanskih stena pokazuju da je mlada planeta razmenjivala materijal između kore i omotača mnogo ranije nego što se pretpostavljalo.
Danas se voda prenosi u dubinu uglavnom na mestima gde jedna tektonska ploča tone ispod druge. Stene i sedimenti sa dna okeana tada ulaze u topliji omotač, oslobađaju vodu i menjaju temperaturu na kojoj okolni materijal počinje da se topi. Tako nastaje magma koja hrani mnoge vulkane duž savremenog Pacifičkog vatrenog prstena.
Pre više od tri milijarde godina Zemlja je bila toplija, a njena kora verovatno nije bila organizovana u stabilne pokretne ploče kakve postoje danas. Zbog toga je dugo bilo nejasno da li je površinska voda uopšte mogla da stigne dovoljno duboko da utiče na vulkansku aktivnost.
Odgovor je pronađen u kratonu Pilbara u Zapadnoj Australiji, oblasti poznatoj po izuzetno dobro očuvanim stenama iz najranijih poglavlja Zemljine istorije. Međunarodna ekipa predvođena geolozima Univerziteta u Adelejdu analizirala je njihov hemijski sastav i otkrila količine vode karakteristične za magmu nastalu duboko ispod površine.
Istraživači predlažu mehanizam koji su nazvali „dripduction“, odnosno kapanje ili propadanje kore u omotač. Prema tom scenariju, hladniji, gušći i vodom obogaćeni delovi spoljne kore postajali su nestabilni, savijali se nadole i u velikim komadima tonuli u topliju unutrašnjost.
Kada bi takav komad kore dospeo u omotač, oslobađao bi vodu. Ona je olakšavala topljenje okolnih stena, stvarala magmu i posredno pokretala vulkanske erupcije. Magma se zatim hladila i pretvarala u stene koje su opstale milijardama godina, čuvajući hemijski zapis čitavog procesa.
Studija objavljena u časopisu „Nature Communications“ ne tvrdi da je savremena tektonika ploča već postojala u punom obliku. Naprotiv, mlada planeta verovatno je radila po drugačijim pravilima. Ipak, rezultat ukazuje da su neke od njenih ključnih funkcija – spuštanje površinskog materijala, kruženje vode i proizvodnja magme – već bile uspostavljene.
Otkriće je važno i za razumevanje nastanka kontinenata. Voda menja način na koji se stene tope i može doprineti stvaranju lakše kontinentalne kore. Ukoliko je duboki ciklus vode počeo rano, on je možda učestvovao u postepenoj izgradnji kopnenih masa na kojima će se kasnije razvijati složeni život.
Kruženje vode između površine i unutrašnjosti utiče i na dugoročnu stabilnost atmosfere i klime. Vulkani oslobađaju gasove, dok geološki procesi deo ugljenika i drugih elemenata ponovo unose u unutrašnjost. Planeta na taj način neprestano reciklira materijal kroz vremenske periode koji se mere milionima godina.
Pilbara je posebno dragocena jer su stene iz tog doba na većem delu Zemlje uništene kasnijom tektonskom aktivnošću. Svaki sačuvani mineral predstavlja mali arhiv uslova koji su vladali na planeti mnogo pre pojave životinja, biljaka i atmosfere bogate kiseonikom.
Nova analiza pokazuje da mlada Zemlja nije bila geološki jednostavan i nepokretan svet. Njena kora se savijala, delovi su tonuli, voda je ulazila u dubinu, a vulkani su vraćali materijal na površinu. Osnovni ritam kojim planeta i danas obnavlja svoju površinu možda je počeo mnogo ranije nego što smo mislili.
S.B.
