과학자들은 물이 30억년 전에 화산에 연료를 공급했다는 사실을 발견했습니다.

애들레이드 대학의 지구화학자 Eric Vandenburg 박사가 이끄는 국제 팀은 서호주의 Pilbara 분화구에서 나온 고대 암석을 조사했습니다. 그들의 분석에 따르면 물은 오늘날 태평양의 “불의 고리” 주변에서 발견되는 것과 유사한 화산에 연료를 공급하는 마그마 형성에 기여하기 전에 물이 표면 아래로 멀리 이동한 것으로 나타났습니다.

에 게시됨 자연통신, 이번 연구 결과는 비록 젊은 행성이 지금 우리가 알고 있는 세계와 매우 다르게 기능하더라도 지구가 과학자들이 깨달은 것보다 훨씬 일찍 지구 표면과 내부 사이에 물을 재활용했을 수 있음을 나타냅니다.

젊은 지구(Young Earth)에 대한 보기 드문 모습

물리학, 화학, 지구과학 대학의 Vandenburg 박사는 고대 암석이 수십억 년 전 지구의 상태를 조사할 수 있는 특별한 기회를 제공한다고 말했습니다.

“이 암석은 지구가 매우 다른 곳이었던 30억년 전에 형성되었습니다.”라고 그는 말했습니다.

오늘날 판 구조론은 지구상의 물 이동에 중심적인 역할을 합니다. 섭입대에서는 하나의 지각판이 다른 지각판 아래로 가라앉아 바다의 물을 맨틀로 끌어옵니다. 그 물은 마그마를 생성하는 데 도움이 될 수 있으며, 마그마는 표면으로 올라와 대륙을 건설하는 데 도움이 되는 화산에 기여합니다.

“초기 지구는 너무 뜨거워서 판이 이런 식으로 움직일 수 없었기 때문에 지금까지 지표수가 30억 년 전에 그런 여행을 할 수 있었는지, 그렇다면 어떻게 했는지는 확실하지 않았습니다.

“우리를 놀라게 한 것은 많은 양의 물이 이미 지구 내부 깊숙이 들어가 화산암 형성에 영향을 미쳤다는 증거를 발견했다는 것입니다.”

“드립덕션(Dripduction)”이라는 프로세스

연구자들은 현대 판 구조론이 확립되기 전에 또 다른 지질학적 메커니즘이 물을 맨틀 안으로 이동시켰을 수도 있다고 제안합니다.

그들은 이 과정을 “적하”라고 부릅니다. 이 시나리오에서는 지구의 더 차가운 외부 지각의 밀도가 높고 물이 풍부한 부분이 주기적으로 아래로 처지고 더 뜨거운 맨틀로 붕괴되어 물을 운반합니다.

그 지각 부분이 내려오면서 그들은 맨틀로 물을 방출했습니다. 그 물은 마그마를 생성하는 데 도움이 되었고, 마그마는 결국 상승하여 화산을 통해 분출되고 냉각되어 수십억 년 동안 살아남은 암석이 되었습니다.

Vandenburg 박사는 “지구는 지금과 똑같은 방식으로 작동하지 않았지만 핵심 프로세스 중 일부가 이미 제자리에 있었던 것 같습니다.”라고 말했습니다.

지구는 언제 표면을 재활용하기 시작했습니까?

이 발견은 지질학의 주요 질문을 다루고 있습니다. 물질은 지구 표면과 깊은 내부 사이에서 얼마나 일찍 이동하기 시작했습니까?

물이 언제 지하 깊은 곳으로 이동하기 시작했는지 식별하는 것은 이러한 재활용 과정이 화산 활동, 대륙의 성장, 생명에 중요한 성분의 이동에 영향을 미치기 때문에 중요합니다.

이번 발견은 또한 과학자들이 지구의 대륙이 어떻게 발전했는지, 그리고 행성이 어떻게 점차 현대적인 형태로 진화했는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

31억년 전의 화학적 단서

이 시기의 암석은 극히 드물기 때문에 Pilbara는 특히 가치가 높습니다. 이 지역에는 초기 지구에서 가장 잘 보존된 암석이 포함되어 있어 연구자들에게 수십억 년 전에 일어난 과정에 대한 희귀한 기록을 제공합니다.

암석 내부에 갇힌 화학적 특징을 연구함으로써 연구팀은 약 31억년 전의 지질학적 사건을 재구성할 수 있었습니다.

결과는 지구 표면과 깊은 내부가 이전에 인식된 것보다 훨씬 일찍 상호 작용했음을 시사합니다. 상대적으로 정적인 상태가 아닌, 젊은 행성은 놀랍도록 역동적이며 이미 가장 필수적인 물질 중 하나인 물을 재활용하고 있는 것으로 보입니다.

이 연구에는 애들레이드 대학교, 모나쉬 대학교, 서호주 지질 조사국, 커틴 대학교, 호주 국립 대학교, 카디프 대학교 및 독일 GEOMAR 헬름홀츠 해양 연구 센터의 연구원들이 참여했습니다.