Życie na Ziemi wpływa na jej dolny płaszcz. Jak to możliwe?

Wygląda na to, że rozwój życia na naszej planecie miał wpływ na fragmenty dolnego płaszcza Ziemi. Tak przynajmniej sugerują wyniki badań przedstawione na łamach Science Advances.

Procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi wpływają na zjawiska mające miejsce na jej powierzchni. Jednym z przykładów mogą być emisje związane z aktywnością wulkaniczną – składniki trafiające do atmosfery wpływają na cykle biogeochemiczne zachodzące na Błękitnej Planecie. Okazuje się jednak, że takie zależności mają obustronny charakter.

Czytaj też: Rosnący poziom mórz zatopi wiele miast na całym świecie. Nad polskie morze będziemy jeździć do Malborka

Badaniami w tej sprawie zajął się Andrea Giuliani z ETH w Zurychu. Jego zespół przeprowadził analizy rzadko spotykanych skał zwanych kimberlitami. Mają one wulkaniczne pochodzenie i są związane z różnymi okresami w geologicznej historii naszej planety. Mogą też dostarczać informacji na temat niższych warstw Ziemi. Potwierdziło się to, gdy autorzy nowych badań dokonali pomiarów składu izotopowego węgla w około 150 próbkach kimberlitów.

Okazało się, iż te młodsze – mające mniej niż 250 milionów lat – wyraźnie różnią się składem od starszych. Te pierwsze zawierały zaskakująco duże ilości izotopów węgla, których stężenia są znacznie wyższe niż oczekiwałoby się od skał z dolnego płaszcza. Skąd takie odmienności? Zdaniem naukowców decydującą rolę odegrała tzw. eksplozja kambryjska, za sprawą której w stosunkowo nagłych okolicznościach na Ziemi pojawiło się bardzo wiele złożonych form życia.

Zdaniem autorów za wykrytymi zmianami stoi eksplozja kambryjska, kiedy życie na Ziemi gwałtownie się rozwinęło

Eksplozja kambryjska miała miejsce na przestrzeni kilkudziesięciu milionów lat i rozpoczęła się około 540 milionów lat temu. Jak wyjaśnia Giuliani, ogromny wzrost liczebności form życia występujących w oceanach zdecydowanie zmienił to, co działo się na powierzchni Ziemi. Ta zależność wpłynęła natomiast na skład osadów na dnie oceanu. A jako że część tych ostatnich dostaje się do płaszcza za sprawą ruchów tektonicznych, to mogą one trafiać nawet głębiej niż byśmy się spodziewali.

Czytaj też: Superjonowy model jądra Ziemi może być najdokładniejszym modelem wnętrza naszej planety w historii

Publikacja autorów sugeruje, że węgiel znajdujący się w osadach złożonych z materii organicznej trafia do płaszcza Ziemi, by po co najmniej 200-300 mln lat powrócić na powierzchnię. „Środkiem transportu” dla tego węgla mogą być chociażby wspomniane kimberlity. Oprócz węgla naukowcy wzięli też pod lupę skład izotopowy innych pierwiastków chemicznych. Stront i hafn wykazały podobne zależności jak w przypadku węgla, co oznacza, iż wszystkie te pierwiastki musiały zostać poddane działaniu tych samych procesów.