De meeste mensen weten dat de landmassa’s waarop we allemaal leven slechts 30% van het aardoppervlak uitmaken, en de rest wordt bedekt door oceanen.
De opkomst van de continenten was een cruciaal moment in de geschiedenis van het leven op aarde, niet in de laatste plaats omdat het de nederige verblijfplaats is van de meeste mensen. Maar het is nog steeds niet precies duidelijk wanneer deze continentale landmassa’s voor het eerst op aarde verschenen en door welke tektonische processen ze zijn ontstaan.
ons onderzoek, gepubliceerd in een Proceedings van de National Academy of Sciences, wordt de ouderdom van de rotsen geschat op basis van de oudste continentale delen (kraton genaamd) in India, Australië en Zuid-Afrika. Het zand waaruit deze rotsen zijn ontstaan, vormden ooit enkele van ’s werelds eerste stranden.
We concluderen dat de eerste grote continenten ongeveer 3 miljard jaar geleden boven zeeniveau kwamen – veel eerder dan de 2,5 miljard jaar die door eerder onderzoek werd geschat.
3 miljard jaar oud strand
Wanneer de continenten boven de oceanen uitsteken, beginnen ze te eroderen. Wind en regen breken de rotsen in zandkorrels, die stroomafwaarts door rivieren worden meegevoerd en zich langs kustlijnen ophopen om stranden te vormen.
Deze processen, die we vandaag in actie kunnen waarnemen tijdens een reis naar het strand, zijn al miljarden jaren in werking. Door het rotsrecord te scannen op tekenen van oude strandsedimenten, kunnen geologen continentvormende episodes bestuderen die zich in het verre verleden hebben voorgedaan.
Links: zandsteenformaties (met meetliniaal); Rechts: microfoto’s van zirkoonkorrels. Krediet: auteur verstrekt
De Singbhum Craton, een oud stuk continentale korst dat de oostelijke delen van het Indiase subcontinent vormt, bevat verschillende oude zandsteenformaties. Deze lagen werden oorspronkelijk gevormd uit zand dat werd afgezet in stranden, estuaria en rivieren, dat vervolgens werd begraven en samengeperst tot rotsen.
We hebben de ouderdom van deze afzettingen bepaald door de microscopisch kleine korrels van een mineraal genaamd zirkoon te bestuderen, dat in deze zandsteen wordt bewaard. Dit metaal bevat sporen van uranium, dat via radioactief verval heel langzaam in lood verandert. Dit stelt ons in staat om de ouderdom van deze zirkoonkorrels te schatten, met behulp van een techniek genaamd Geschiedenis met uraniumkogels, die zeer geschikt is voor het dateren van zeer oude rotsen.
Zirkoonkorrels onthullen dat de Singbhum-zandsteen ongeveer 3 miljard jaar geleden werd afgezet, waardoor ze enkele van de oudste strandafzettingen ter wereld zijn. Dit duidt ook op de opkomst van een continentale landmassa in wat nu India is, minstens 3 miljard jaar geleden.
Interessant is dat sedimentaire gesteenten van ongeveer deze leeftijd ook aanwezig zijn in de oudste cratons van Australië (Pilbara Welgarn Craton) en Zuid-Afrika (Kapval Craton), wat wijst op de opkomst van vele continentale landmassa’s over de hele wereld op dit moment.
erbovenuit stijgen
Hoe kwamen de rotsachtige continenten boven de oceanen uit? Het unieke aan continenten is hun dikke en drijvende korst, waardoor ze op de aardmantel kunnen drijven, net als een kurk in water. Net als ijsbergen steekt het bovenste deel van continenten met een dikkere korst (meestal meer dan 45 km) boven het water uit, terwijl continentale massa’s met korsten die dunner zijn dan ongeveer 40 km onder water blijven.
Dus als het geheim van de opkomst van de continenten te wijten is aan hun dikte, moeten we begrijpen hoe en waarom ze in de eerste plaats dikker begonnen te worden.
Graniet is een van de minst dichte en meest drijvende rotsen (een potlood met gradatie). Krediet: auteur verstrekt
De meeste van de oude continenten, waaronder de Singhbhum Craton, zijn gemaakt van graniet, dat werd gevormd door het smelten van reeds bestaande rotsen aan de basis van de korst. In ons onderzoek ontdekten we dat de granieten in het Singhbhum-kraton zich ongeveer 3,5 miljard tot 3 miljard jaar geleden op steeds grotere diepten vormden, wat betekent dat de korst in deze periode dikker werd.
Omdat graniet een van de minder dichte soorten gesteente is, werd de oude korst van de Singbhum-craton met toenemende dikte drijvend. We berekenen dat ongeveer 3 miljard jaar geleden de continentale korst van de Singhbhum Craton was gegroeid tot een lengte van ongeveer 50 kilometer, waardoor het drijvend genoeg was om boven zeeniveau te beginnen.
De opkomst van continenten had een diepgaand effect op het klimaat, de atmosfeer en de oceanen van de vroege aarde. De erosie van deze continenten zou hebben gezorgd voor chemische voedingsstoffen voor kustomgevingen waarin het vroege fotosynthetische leven bloeide, wat resulteerde in Een stijging van de zuurstofproductie En tot slot helpt creëren zuurstofrijke atmosfeer waarin we vandaag gedijen.
De erosie van vroege continenten zou ook hebben geholpen om koolstofdioxide uit de atmosfeer af te sluiten, wat heeft geleid tot een wereldwijde afkoeling van de vroege aarde. In feite komen de oudste glaciale afzettingen ook voor Het verschijnt in het geologische record Ongeveer 3 miljard jaar geleden, kort nadat de eerste continenten uit de oceanen tevoorschijn kwamen.
geschreven door:
- Priyadarshi Choudhary – Postdoctoraal onderzoeker, Monash University
- Jack Mulder – Onderzoeksmedewerker, Universiteit van Queensland
- Oliver Nebel – Universitair hoofddocent, Monash University
- Peter Cawood – Professor en ARC Laureaat Fellow, Monash University
Oorspronkelijk geplaatst in Gesprek.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
