To z kolei może doprowadzić do uzyskania odpowiedzi na pytanie o to, dlaczego przez miliardy lat Błękitna Planeta nie utraciła jednego z podstawowych składników budujących DNA, błony komórkowe i cząsteczki odpowiedzialne za magazynowanie energii w organizmach żywych.
Czytaj też: Pod Antarktydą coś się rusza i hałasuje. Lodowy kontynent kryje zjawiska, o jakich geolodzy nawet nie śnili
Badania przeprowadzili naukowcy związani z Uniwersytetem Alberty oraz Carnegie Institution for Science. Obiektem analiz były dwa supergłębokie diamenty, które powstały około 700 kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Jeden z nich pochodzi z Brazylii i ma około 450 milionów lat, drugi udało się wydobyć na Terytoriach Północno-Zachodnich Kanady. Jako że takie diamenty powstają w ekstremalnych warunkach panujących w dolnym płaszczu Ziemi, stanowią dla geologów wyjątkowe kapsuły czasu, pozwalające badać procesy zachodzące na głębokościach całkowicie niedostępnych dla człowieka. Najgłębszy odwiert wykonany przez ludzi sięga zaledwie około 13 kilometrów.
Przełom nastąpił podczas analizy mikroskopijnych inkluzji uwięzionych we wnętrzu diamentów. Początkowo naukowcy sądzili, że mają do czynienia z powszechnie występującymi minerałami płaszcza Ziemi. Szczegółowe badania spektroskopowe wykazały jednak obecność tuitu, a więc niezwykle rzadkiego minerału wysokociśnieniowego, który do tej pory geolodzy widywali wyłącznie w meteorytach powstałych po potężnych uderzeniach kosmicznych. To prawdopodobnie pierwszy przypadek odkrycia tego minerału w skałach pochodzenia ziemskiego.
Tuit jest przekształconą pod ogromnym ciśnieniem odmianą apatytu, czyli najpowszechniejszego minerału zawierającego fosfor w skorupie ziemskiej. Jego obecność dowodzi, iż fosfor może zostać przetransportowany znacznie głębiej, niż sugerowałaby dotychczasowa wiedza. Jednocześnie badania sugerują, iż takie zjawisko zachodzi niezwykle rzadko. Aby fosfor dotarł aż do dolnego płaszcza, płyta tektoniczna musi być wyjątkowo chłodna. W temperaturach typowych dla głębokości około 700 kilometrów minerały zawierające fosfor ulegają rozkładowi znacznie wcześniej i pierwiastek pozostaje w płytszych warstwach Ziemi.
Modele opracowane przez badaczy pokazują, że większość stref subdukcji jest zbyt gorąca, aby skutecznie transportować fosfor do głębokiego płaszcza. Oznacza to, że pierwiastek ten nie zostaje na stałe uwięziony we wnętrzu planety, lecz utrzymuje się w płytszych warstwach i z czasem wraca na powierzchnię dzięki aktywności wulkanicznej. Zdaniem autorów tych ustaleń właśnie ten mechanizm mógł odegrać kluczową rolę w utrzymaniu odpowiedniej ilości fosforu na powierzchni Ziemi przez miliardy lat, umożliwiając rozwój i ewolucję życia. Gdyby zdecydowana większość fosforu trafiała do dolnego płaszcza, nasza planeta mogłaby stosunkowo szybko wyczerpać zasoby tego niezbędnego pierwiastka.
Czytaj też: Geolodzy przez lata głowili się nad tą zagadką. Deszcz ujawnił dawno poszukiwaną prawdę
Drugim niezwykle ważnym odkryciem była obecność stiszowitu: bardzo gęstej odmiany kwarcu powstającej wyłącznie pod ekstremalnym ciśnieniem. Minerał ten potwierdził, iż oba diamenty rzeczywiście utworzyły się w wyjątkowo chłodnym fragmencie płyty tektonicznej zanurzającej się głęboko w płaszcz Ziemi. Zdaniem naukowców stanowi to dowód na istnienie wcześniej nieznanego mechanizmu transportu materii we wnętrzu planety oraz dostarcza nowych danych do modeli opisujących ruch płyt tektonicznych.
Źródło: Uniwersytet Alberty
