地球最古の岩石を調査していた地質学者たちは、30億年以上前から水がすでに地球の火山活動に干渉していたことを発見した――どうやら溶けた地獄絵図でさえ、リサイクルの衝動には抗えないらしい。

アデレード大学の地球化学者エリック・ヴァンデンバーグ博士が率いる国際チームは、西オーストラリアのピルバラ・クラトンから古代の岩石を調べた。その分析によれば、水は地表の遥か深くまで移動した後、今日の太平洋の「環太平洋火山帯」に似た火山に供給するマグマの形成を助けた可能性がある――これは、古代の超火山をどう感じるかにもよるが、印象的か、あるいは警鐘か。

『Nature Communications』に掲載されたこの発見は、地球が地表と内部の間で水をリサイクルしていた時期が、科学者が考えていたよりもずっと早かった可能性を示している。ただし、若き地球は現在の世界とは全く異なる仕組みで動いていた――主に、10億度の溶岩の悪夢であったという点で。

物理学・化学・地球科学部のヴァンデンバーグ博士は、古代の岩石が数十億年前の地球の状態を調査する珍しい機会を提供すると述べた。「これらの岩石は30億年以上前に形成され、地球は非常に異なる場所でした」と彼は言った。これは「あなたは気に入らなかったでしょうね」と言う丁寧な表現である。

今日、プレートテクトニクスは地球上の水の移動に中心的な役割を果たしている。沈み込み帯では、一方のプレートが他方の下に沈み込み、海洋からの水をマントルに向かって運ぶ。その水はマグマの生成を助け、マグマは地表に向かって上昇し、大陸を形成する火山に寄与する――劇的ではあるが、少なくとも規則に従うプロセスである。

「初期の地球はプレートがそのように振る舞うには熱すぎたため、これまで30億年以上前に地表の水がその旅をすることができたのか、もしできたとしてどうやってかは不明でした」とヴァンデンバーグ博士は説明した。「驚いたのは、大量の水がすでに地球内部深くまで移動し、火山岩の形成に影響を与えた証拠を見つけたことです。」

研究者たちは、現代のプレートテクトニクスが確立する前に、別の地質学的メカニズムが水をマントルに移動させた可能性を示唆している。彼らはこのプロセスを「ドリップダクション」と呼ぶ――怪しいコーヒー抽出法のように聞こえるが、実際には地球の冷たい外殻の高密度で水に富む部分が定期的に下方に垂れ下がり、より熱いマントルに崩落し、地質学的ウーバーサービスのように水を運ぶ現象である。

地殻のそれらの部分が下降するにつれて、水をマントルに放出した。その水はマグマの生成を助け、マグマは最終的に上昇し、火山を通じて噴出し、数十億年生存してきた岩石に冷え固まった――悪い別れでさえ永続的な証拠を残すことを証明している。

「地球は現在と全く同じように動いていたわけではないが、いくつかの重要なプロセスはすでに整っていたようだ」とヴァンデンバーグ博士は述べた。おそらく「現代地質学、見たか」と付け加える衝動を抑えながら。

この発見は地質学の主要な疑問に答えるものである。地球の表面と深部の間で物質がいつ頃から移動し始めたのか？水が最初に地下深くへ移動し始めた時期を特定することは重要である。なぜならこのリサイクルプロセスは火山活動、大陸の成長、そして生命に重要な成分の移動に影響を与えるからだ――つまり、最終的に私たちにつながるすべてであり、プレッシャーはない。

この発見はまた、地球の大陸がどのように発達し、惑星がどのように徐々に現代の形に進化したかを科学者がよりよく理解するのに役立つかもしれない――その形には、交通渋滞、リアリティTV、地質学論文を読むことの実存的恐怖が含まれる。

この時代の岩石は極めて稀であり、ピルバラを特に貴重にしている。この地域には初期地球の最もよく保存された岩石が含まれており、数十億年前に起こったプロセスの稀な記録を研究者に提供している――本質的に地質学的タイムカプセルである。