Hvordan de ble dannet kontinenter som vi går på i dag? I flere tiår har geologien diskutert om den primitive jorden var dominert av «vertikal tektonikk» – det vil si varmeplymer som steg opp fra mantelen uten sidebevegelse – eller av platetektonikk som ligner på moderne. En ny studie publisert i Vitenskapens fremskritt gir overbevisende bevis: de første ropene fra kontinentene er knyttet til subduksjonsprosesser skjedde for 3,5 milliarder år siden, i den arkeiske eonenda planeten vår var omgitt av et enormt globalt hav og jordskorpen hovedsakelig var sammensatt av basalter.
Hemmeligheten i Pilbara-kratonet: forskningsdata
Forskerteamet, ledet av Maarten de Wit og Michael T. Roberts, analyserte de magmatiske sekvensene til Pilbara Cratoni Vest-Australia. Her var det fokus på Panoramaformasjon og videre Medlem av Strelley Poolbergarter som har bevart en kjemisk signatur som dateres tilbake tilMellom-arkeisk.
De grunnleggende tekniske dataene gjelder forholdet mellom sporelementer som f.eks Th/Yb (Thorium/Ytterbium) e Nb/Yb (Niobium/Ytterbium). I studien observerte forskerne en systematisk berikelse av Thorium sammenlignet med Niob. Denne ubalansen er en utvetydig indikator på tilstedeværelsen av væsker avledet fra dehydrering av en synkende plakk: i praksis er det «signaturen» til subduksjon. Mens jeg basalter av havbunnene (MORB) viser konstante Nb/Yb-forhold, Pilbara-prøvene viser avvik som indikerer betydelig skorpeinngang i den underliggende mantelen så tidlig som for 3,5 milliarder år siden. En av de historiske innvendingene mot tidlig tektonikk var manteltemperatursom i det arkeiske handlet om 200-300 °C høyere enn den nåværende. Denne varmen ble antatt å lage plakettene for «myk» til å synke. Imidlertid introduserer de Wit og Roberts’ studie begrepet grunn subduksjon (grunn subduksjon). Geokronologiske data tyder på at jordskorpen ikke sank vertikalt i hundrevis av kilometer, men gled i en veldig grunn vinkel. Dette tillot skorpen å forbli relativt kald og å samhandle kjemisk med den overliggende mantelkilen. I studien forklarer Roberts og de Wit tydelig omfanget av dataene deres, og sier:
Våre data tyder på at plateinteraksjon og resirkulering av overflateskorpe inn i mantelen allerede var operative under middelarkean. Denne prosessen ga mekanismen som trengs for å generere den tette, stabile kontinentale skorpen som tillot de første kontinentene å dukke opp.
Ifølge forskere, bevisene for væsker avledet fra subduksjon og kjemisk sammensetning av magmatiske bergarter tyder på at jorden allerede hadde funnet en måte å «kjøle seg ned» og differensiere seg effektivt på så tidlig som en milliard år etter fødselen.
Anrikningen av store ion-litofile elementer (LILEs) og uttømming av høyfeltstyrkeelementer (HFSEs) observert i våre prøver er bare forenlig med magmatiske bueprosesser. Dette antyder at plateinteraksjon og resirkulering av overflateskorpe inn i mantelen allerede var i drift for 3,5 milliarder år siden.
Denne prosessen ga den nødvendige mekanismen for å generere TTG-type kontinental skorpe (Tonalitt-Trondhjemitt-Granodiorite), kildebergartene som utgjør hjertet av våre nåværende kontinenter.
En revolusjonerende oppdagelse
Denne forskningen er ikke bare en geologisk kuriositet. Der tidlig subduksjon antyder at jorden begynte å resirkulere vann og karbon mellom atmosfæren og mantelen veldig snart. Denne «globale termostaten» stabiliserte klimaet og skapte de kjemiske nisjene som var nødvendige for utviklingen av komplekst liv. Avslutningsvis forteller Pilbara-dataene oss at «jordmaskinen» nesten har slått på sine tektoniske motorer en milliard år tidligere enn mange tidligere modeller foreslo, og legger det kjemiske og fysiske grunnlaget for den verden vi kjenner.
