Kleine kristallen die in Zuid-Afrika zijn ontdekt, bevatten aanwijzingen voor een abrupte verschuiving op het aardoppervlak 3,8 miljard jaar geleden.
Deze kristallen, elk niet groter dan een zandkorrel, laten zien dat rond die tijd, LandDe korst brak af en begon te bewegen – een voorloper van een proces dat bekend staat als platentektoniek.
De bevindingen geven aanwijzingen over de evolutie van de aarde als planeet en kunnen helpen bij het beantwoorden van vragen over mogelijke verbanden tussen beide tektonische platen “De evolutie van het leven”, zegt hoofdonderzoeksauteur Nadia Drapon, hoogleraar Aard- en planeetwetenschappen aan de Harvard University.
“De aarde is de enige planeet die leven heeft; de aarde is de enige planeet met platentektoniek”, vertelde Drapon aan WordsSideKick.com.
levensmotor
Tegenwoordig drijven puzzelstukjes van harde korst op een hete, kleverige oceaan van magma in de mantel, de middelste laag van de aarde. Deze stukjes korst slijpen tegen elkaar, zinken onder elkaar in zogenaamde subductiezones en duwen elkaar, wat resulteert in de vorming van bergen en oceaanruggen, scheuren vulkanen En aardbevingen veroorzaken die de planeet regelmatig doen schudden. Het zinken van tektonische platen produceert ook nieuw gesteente in subductiezones, dat in wisselwerking staat met de atmosfeer om het te absorberen. koolstof dioxide. Dit proces maakt de atmosfeer leefbaarder en houdt het klimaat stabieler, zei Drapon.
Maar de dingen waren niet altijd zo. Toen de aarde jong en heet was, tijdens het Hadian-tijdperk (van 4,6 miljard tot 4 miljard jaar geleden), was de planeet eerst bedekt met een oceaan van magma en vervolgens, toen de planeet afkoelde, een stevig, rotsachtig oppervlak.
Precies wanneer dit oppervlak scheurde en delen ervan begonnen te bewegen, is fel bediscussieerd. Sommige studies schatten dat platentektoniek pas 800 miljoen jaar geleden begon, terwijl andere studies aangeven dat de leeftijd van dit systeem minstens 2 miljard jaar is, WordsSideKick.com eerder gerapporteerd.
Maar aangezien de planeet voortdurend zijn korst in de mantel recycleert, zijn er bijna geen oude rotsen aan de oppervlakte om de controverse te helpen oplossen. Voorafgaand aan deze studie was de rotsgrootte tussen 2,5 [billion] Die 4 miljard jaar oud vormt slechts 5% van de rotsen aan de oppervlakte, zei Drapon. En 4 miljard jaar geleden waren er geen bewaarde rotsen.
plotselinge overgang
Dat veranderde in 2018, toen Drapon en haar collega’s zirkoonkristallen ontdekten in een bed van groene zandsteen in Zuid-Afrika, in het Barberton-Greenstone-gebergte. Het team vond 33 zirkonen, in leeftijd variërend van 4,1 miljard tot 3,3 miljard jaar.
In de nieuwe studie die op 21 april in het tijdschrift is gepubliceerd voorouder AGUHet team analyseerde verschillende isotopen, of verschillende vormen van elementen met verschillende aantallen neutronen, in die oude zirkonen, evenals in vele zirkonen uit andere tijden en plaatsen op aarde.
In isotopen hebben wetenschappers bewijs gevonden van een plotselinge overgang naar primitieve platentektoniek die ongeveer 3,8 miljard jaar teruggaat. Dit resultaat geeft aan dat tegen die tijd, op ten minste één plaats op de planeet, een kleine vorm van subductie is begonnen. Of dit nu wel of niet wereldwijd is gebeurd, zei Drapon, het is mogelijk dat de “effectieve motor van platen die tegen elkaar bewegen” die vandaag bestaat, nog moet ontstaan.
Isotopenanalyse van elementen zoals zuurstof, niobium en uranium Het toonde ook aan dat rotsen aan de oppervlakte 3,8 miljard jaar geleden water vasthielden, wat suggereert dat zirkoon ooit gevangen zat in oceanische korst begraven op de oorspronkelijke zeebodem. Extrapolatie van de oudste monsters, 4,1 miljard jaar geleden, suggereert dat de planeet niet later dan 4,2 miljard jaar geleden een stevige korst had, zei Drapon.
Dit betekent dat de zee van magma op aarde alleen duurde tot de laatmoderne tijd. Eerder zei Drapon: “Mensen geloofden dat de aarde tot 3,6 miljard jaar geleden alleen werd bedekt door een oceaan van magma.”
De nieuwe studie gaf aan dat gesmolten lava-oceanen hoogstens een paar honderd miljoen jaar bestonden voordat de vaste korst werd gevormd.
Dus wat leidde tot deze verschuiving? Een theorie is dat platentektoniek verscheen zodra de aarde genoeg was afgekoeld. Het is ook mogelijk, zoals een dessertlepel die de knapperige bovenkant van een crème brulee kraakt, dat massieve ruimterotsen in de aarde zijn ingeslagen en de korst hebben verbrijzeld.
Drapon voegt nog een interessante vraag toe of de overgang van de aarde naar vroege platentektoniek op de een of andere manier de evolutie van het leven heeft geholpen.
Hoewel vroeg fossiel Bewijs van leven op aarde dateert van ongeveer 3,5 miljard jaar, De chemische vingerafdrukken van biologische processen, gevonden in de verhouding van koolstofisotopen, zijn ouder. Sommige zijn 3,8 miljard jaar geleden te vinden – rond dezelfde tijd dat de vroegste platentektoniek verscheen, zei Drapon.
Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.
