A Föld kontinentális kérge több mint 90 százalékban szilícium-dioxidban gazdag ásványi anyagokat tartalmaz, például földpátot és kvarcot. De honnan jöttek ezek a szilíciumban gazdag ásványok? És hogyan segíthet származásuk ismerete más bolygók életkeresésében?
A legnépszerűbb elmélet szerint a korai földkéreg összes alkotóeleme vulkanikus aktivitással jött létre. Ma azonban a kanadai McGill Egyetem geofizikusai, Don Baker és Kassandra Sofonio közölt egy cikket, amelyben e kéregképzés új szögét hívták fel. E munka szerint ennek az anyagnak néhány kémiai alkotóeleme a korai Föld felszínén rakódott le az akkor létező gőz atmoszférából.
A geofizikusok számára ma szinte vitathatatlan az a hipotézis, miszerint körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt egy Mars méretű bolygó egy csapódott bolygónk felszínére, ami a Föld anyagának megolvadásához vezetett, és a magma óceánjává változtatta. Ezen ütközés után - amelynek töredékeiből egyébként a Hold is kialakulhatott - a Föld felszíne fokozatosan megszilárdult, amíg szilárd nem lett. Az ilyen ütközés hipotézisét Baker nem utasítja el.
Baker szerint azonban az ütközés után a Föld légköre, amely nagy nyomáson túlhevített gőzből állt, önmagában feloldotta a kőzeteket, amelyek az úgynevezett "szilikátesőkkel" szilárd cseppek formájában a felszínre hullottak.
Hipotézisének tesztelésére Baker és Sofonio laboratóriumi kísérleteket végzett a korábban 1550 Celsius fokos víz jelenlétében megolvadt és arany-palládium kapszulákban porrá őrölt szilikátok 727 Celsius-fokos hőmérsékleten és körülbelül 100 atmoszférás nyomáson történő feloldódásával - olyan körülmények között, amelyek megfelelnek a bolygónk felszínét körülbelül egymillió évvel a holdat alkotó ütközés után. A munka szerzői meglepően szoros hasonlóságot tapasztaltak egy laboratóriumi kísérlet során gőz atmoszférában oldott modell szilikátok és a földkéreg összetételében található kőzetek között.
"Kísérleteink feltárják ennek a folyamatnak a kémiai tulajdonságait" - mondja Baker. "Ezenkívül segítenek a tudósoknak új kritériumok kidolgozásában a potenciálisan lakható exobolygók keresésére."
A tanulmány a Earth and Planetary Science Letters folyóiratban jelent meg.