De afgelopen honderdvijftig jaar hebben geologen geprobeerd een antwoord te vinden op het raadsel van de 'verdwenen tijd' uit de geschiedenis van de aarde. Op sommige plaatsen op de planeet valt het geologische record gedurende een miljard jaar door, en dit fenomeen heeft in de wetenschappelijke gemeenschap ergens zelfs de onheilspellende naam "Groot Meningsverschil" gekregen. Begin januari publiceerde een groep onderzoekers echter een artikel waarin dit mysterieuze fenomeen werd uitgelegd. Het werk werd gepubliceerd in het tijdschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences", en het levert redelijk overtuigend bewijs dat enorme gletsjers meer dan tien kilometer van het aardoppervlak hebben afgesneden tijdens de historische periode die bekend staat als "Snowball Earth".
Grote onenigheid
"Grote onenigheid" krijgt deze naam niet per ongeluk - het is echt groot, en het is echt onenigheid. Dit is een volledig officiële geologische term die het "vacuüm" beschrijft dat in de geschiedenis van gesteente in sommige delen van de planeet is waargenomen. Zoals we allemaal weten of vermoeden, hoe verder de aarde in, de oudere afzettingen worden onderweg gevonden.
Echter, in 1869 ontdekte de geoloog John Powell, die door de Grand Canyon reisde, dat de lokale rotsen een laag geologische gegevens ontbraken die een miljard jaar duurde, onmiddellijk voorafgaand aan de periode waarin het leven in alle soorten dieren en planten bloeide op de planeet.
Panorama van de Grand Canyon vanuit het zuiden.
Al snel ontdekten Powell's collega's dat dit fenomeen niet beperkt was tot het zuidwesten van Noord-Amerika. In totaal is er niet genoeg land aan de oppervlakte, denk maar aan, ongeveer tien miljard kubieke kilometer rotsen. Ze zijn gewoon verdwenen. Dit is een kwart van de geschiedenis van de planeet, en voor vele generaties wetenschappers was het een erezaak om erachter te komen wat er in die verre tijden gebeurde.
Over het algemeen zijn er slechts twee mogelijke scenario's - ofwel om de een of andere reden werden gedurende een gigantische periode geen sedimentair gesteente gevormd, ofwel was er een gigantische erosieschaal die het geologische record vernietigde. De onderzoekers zochten logischerwijs naar bewijs in de rotsen boven en onder de verdwenen laag. In dezelfde Grand Canyon, net erboven, bevindt zich de Tapeats-zandsteen, die ongeveer 525 miljoen jaar geleden in de Cambrische periode werd gevormd, en onder de Vishnu Schist-leisteen, die meer dan 1,6 miljard jaar oud is.
Promotie video:
Het is vermeldenswaard dat de lagen rotsen die zich erboven bevinden een veel groter volume per tijdseenheid hebben dan die eronder. De onderste lagen zijn gecomprimeerd, omdat ze een enorme tijd onder grote druk stonden, maar sterker dan geïmpliceerd door de massa van de laag die er bovenop zit. En dit is consistent met de erosiehypothese, omdat de extra druk kan worden verklaard door het gewicht van de verdwenen laag.
Zirkoon
Maar hoe weet je waar al dit vermiste ras is gebleven? Ze verdampte uiteindelijk niet! Het onderzoek dat aan het begin van het artikel werd genoemd, benaderde dit probleem van een onverwachte kant: het bestudeerde microscopisch kleine zirkoonkristallen. Dit mineraal is een van de eersten die wordt gevormd wanneer gesmolten vloeibaar gesteente (magma) begint af te koelen. En het is erg duurzaam, dus het is bestand tegen geologische processen die andere mineralen vernietigen.
Zirkoon.
Belangrijker is echter dat zirkoon op het moment van de vorming als het ware een cast wordt van de lopende geochemische processen. Wetenschappers kunnen de ouderdom van deze kristallen bepalen door isotopen van uranium, een zeer langzaam rottend radioactief element, te vergelijken. Specifiek analyseerden wetenschappers in het kader van deze studie het gehalte aan zuurstofisotopen en een zilverachtig metaal genaamd hafnium in zirkoonkristallen. Hun verhouding verschilt aanzienlijk in de continentale en oceanische korst, dus deze analyse kan aantonen waar het magma waaruit de zirkoon werd gevormd vandaan kwam - van onder het land of van onder de oceaan.
Sneeuwbal aarde
De resultaten die door wetenschappers zijn verkregen, kunnen schokkend zijn: een enorme laag aarde, tot 14 kilometer in totaal, werd in de oceanen gedumpt en vervolgens onder het land teruggeduwd en verwerkt tot magma tijdens het subductieproces. Dit komt overeen met de hypothese dat 650 miljoen jaar geleden de hele planeet, of het grootste deel ervan, bedekt was met ijs. Deze theorie wordt, zoals we ons herinneren, "Snowball Ground" genoemd. Het werd ooit als belachelijk beschouwd, maar het krijgt steeds meer bevestiging.
Wetenschappers die zirkoon hebben geanalyseerd, hebben ook oude inslagkraters op aarde bestudeerd. Ze merken op dat er nog veel meer op de planeet zijn die verschenen na de wereldwijde ijstijd, aangezien gigantische ijskappen blijkbaar eenvoudigweg kleinere sporen van asteroïde-inslagen afschrapen. Natuurlijk hebben meer oude kraters het overleefd, maar ze zijn enorm, tot enkele kilometers diep, en de cataclysmen waarover we het vandaag hebben, konden ze niet tot op de grond vernietigen. Het complex van bewijsmateriaal dat door de onderzoekers is gegeven, kan dus echt zeggen dat gigantische gletsjers 650 miljoen jaar geleden het landoppervlak "hebben geschuurd".
Zwakke punten van de theorie
Natuurlijk heeft deze studie ook zwakke punten. Een daarvan is natuurlijk dat het land miljoenen jaren zou zijn opgewarmd vóór het einde van de "Grote Onenigheid", dus het is niet duidelijk waarom de afzettingen van deze periode niet bewaard zijn gebleven. De auteurs geloven dat het ijs niets heeft achtergelaten om te eroderen, en dat het tijd kostte voordat de nieuwe "aarde" zich vormde. Er is echter meer onderzoek nodig om deze hypothese te bevestigen. Sommige van hun collega's geloven dat erosie plaatsvond vóór de vorming van de "Aarde-sneeuwbal" en dit veroorzaakte een wereldwijde afkoeling op de planeet.
Maar misschien wel het meest intrigerende van deze studie is dat het de levensspurt kan verklaren die plaatsvond nadat de planeet was "ontdooid". Er is een hypothese dat de veranderingen op de aarde die door zo'n grootschalige erosie worden veroorzaakt, de opkomst van een groot aantal nieuwe soorten levende wezens kunnen veroorzaken - een fenomeen dat bekend staat als de "Cambrische explosie".
De onderzoekers merken in het artikel op dat de ondiepe wateren achtergelaten door gletsjers gevuld met mineralen en water buitengewoon gunstig zouden zijn voor een grote verscheidenheid aan zeeleven en allerlei evolutionaire transformaties. Ze behandelen deze veronderstelling met een gezonde dosis scepsis, aangezien hun specifieke onderzoek het op geen enkele manier bewijst. Maar als het wordt bevestigd, wordt het een inspirerend verhaal. De koudste en strengste winter in de geschiedenis van de aarde, die aanleiding gaf tot een ongelooflijke verscheidenheid aan levensvormen, die zich vervolgens ontwikkelden, ook tot mensen. Is het niet poëtisch?
