Plaattektoniek Kan Een Miljard Jaar Na De Geboorte Van De Aarde Zijn Begonnen

{h1}

Continentale korst heeft mogelijk meer dan 3,5 miljard jaar geleden gedifferentieerd van oceanische korst, waardoor de oorsprong van platentektoniek een half miljard jaar geleden werd verlegd.

Het slijpen van gigantische brokken van de buitenste laag van de aarde - verantwoordelijk voor het opdrijven van vulkanen, verpletterende temblors en ontluikende bergen, onder andere - kan een half miljard jaar eerder zijn begonnen dan eerder werd gedacht.

Precies hoe de aarde eruitzag voordat de platentektoniek, die deze brokjes korst ronddrijft, botsen en in elkaar maalt, een open vraag is. Tijdens de Archeische eeuw 4 miljard tot 2,5 miljard jaar geleden, was er water en stenen op aarde, maar weinig zuurstof in de atmosfeer. Het eenvoudige leven ontstond in dit tijdperk, mogelijk rond hydrothermale ventilatieopeningen, hoewel niemand precies weet wanneer. De vroegste chemische sporen die een bewijs van leven kunnen zijn, dateren van net voor 4 miljard jaar geleden. Meer algemeen geaccepteerd als bewijs voor het vroege leven zijn fossielen in Australië van microbiële matten, stromatolieten genaamd, die 3,5 miljard jaar oud zijn.

Hoe de aarde er ook uitzag vóór de platentektoniek, deze krachtige krachten bepalen de wereld zoals die nu is. Het duiken en crashen van tektonische platen creëerde niet alleen de continenten die we kennen en waar we nu van leven, het recyclet ook mineralen en voedingsstoffen via het systeem van de Aarde. Een onderzoek uit 2014 in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences betoogde bijvoorbeeld dat de vorming van continenten op de vroege aarde fosfor naar de oppervlakte bracht, waardoor microben werden gevoed die de atmosfeer van zuurstof voorzagen. [Wat was het eerste leven op aarde?]

Niemand is ooit in staat gebleken om precies te laten zien wanneer platentektoniek begon. Verschillende studies hadden het begin van plaattektoniek op ongeveer 3 miljard jaar geleden gekatalyseerd, maar het nieuwe onderzoek suggereert dat deze dynamiek 3,5 miljard jaar geleden begon - slechts ongeveer een miljard jaar na de vorming van de planeet.

"Dit is allesbehalve een opgeloste kwestie," zei Roberta Rudnick, een geochemicus aan de Universiteit van Santa Barbara, die niet betrokken was bij de huidige studie, maar die onderzoek heeft gedaan naar de oorsprong van continenten.

Early Earth mysteries

Een deel van het probleem, zei onderzoeksleider Nicolas Greber, een onderzoeksmedewerker aan de universiteit van Genève in Zwitserland, is dat er niet zoveel stenen op aarde zijn die dateren van miljarden jaren geleden dat de planeet zich net had gevormd. Van die rotsen die zo oud zijn, zijn de meeste veranderd door verwering en chemische processen over de aionen. [Foto's: de zes meest beroemde rotsen op aarde]

Om te proberen de oorsprong van de korst te pesten, richten geologen zich meestal op schalies, die fijnkorrelige afzettingsgesteenten zijn. Omdat dit stenen zijn die gemaakt zijn van de geërodeerde overblijfselen van eerdere rotsen, zouden ze een goed gemengde weergave van die eerdere rotsen moeten vangen.

Tegenwoordig bestaat de aardkorst uit twee smaken. Oceanische korst is maffisch, gemaakt van donkere, ijzer- en magnesiumrijke rotsen zoals basalt die rechtstreeks afkomstig zijn van het smelten van de aardmantel (de laag net onder de aardkorst). Continentale korst is felsisch, gemaakt van lichter gekleurde stenen rijk aan silicium en aluminium, vertelde Greber aan WordsSideKick.com. Een voorbeeld is graniet, zei hij. Felsic-rotsen ontstaan ​​door het smelten van mafische rotsen. [In Photos: Ocean Hidden Under Earth's Surface]

Half Dome, de granieten klif in het Yosemite National Park, bestaat uit graniet. Nieuw onderzoek toont aan dat felsische rotsen zoals granieten de continentale korst 3,5 miljard jaar hebben gedomineerd.

Half Dome, de granieten klif in het Yosemite National Park, bestaat uit graniet. Nieuw onderzoek toont aan dat felsische rotsen zoals granieten de continentale korst 3,5 miljard jaar hebben gedomineerd.

Krediet: Copyright Basil Greber

De vroege aarde zou een maïskorst hebben gedragen, vertelde Rudnick aan WordsSideKick.com. Het is een open vraag wanneer felsische rotsen zich voor het eerst begonnen te vormen. Uitzoeken wanneer felsische continentale korst wordt gevormd zou betekenen dat een startdatum voor plaattektoniek wordt geïdentificeerd. Dat komt omdat subductiezones - plaatsen waar tektonische platen tegen elkaar botsen en oceanische korst onder de continentale korst glijdt - dienen als de primaire fabrieken voor felsische rotsen. Subductiezones brengen water naar beneden in de korst, waardoor het smeltpunt van steen wordt verlaagd door de verbindingen in de mineralen in de rots te verstoren. Dit leidt tot de vorming van de felsische rotsen die samen continenten vormen, zei Rudnick.

In eerder werk werden de verhoudingen van verschillende mineralen in schaliën gebruikt om te proberen te bepalen wanneer de continenten felsisch werden en veel van die studies legden de timing op ongeveer 3 miljard jaar geleden. Maar die metingen waren kwetsbaar voor alle veranderingen die 3,5 miljard jaar oude rotsen hebben doorgemaakt terwijl ze op Aarde waren, zei Greber. Bepaalde mineralen kunnen gemakkelijker uitblinken dan andere, bijvoorbeeld door een scheef beeld achter te laten.

De titaniumtest

Greber en zijn collega's probeerden een andere aanpak. Ze bestudeerden schalen voor hun verhoudingen van bepaalde isotopen van titanium. Titanium is onoplosbaar en wordt tijdens weersomstandigheden niet weggespoeld. Het is biologisch inert en wordt niet beïnvloed door atmosferische processen, schreven de onderzoekers in hun nieuwe onderzoek, vandaag gepubliceerd (21 september) in het tijdschrift Science.

Verhoudingen van titaniumisotopen helpen ook om onderscheid te maken tussen felsische en mafische gesteenten. Isotopen zijn verschillende vormen van een element met verschillende aantallen neutronen. Vanwege de manieren waarop mineralen kristalliseren tijdens het smelten van basalt en de vorming van felsische gesteenten, zijn bepaalde titaniumisotopen minder gebruikelijk in felsische rotsen, zei Greber.

"Het is zo'n mooie strakke correlatie," zei Rudnick. "Het is echt behoorlijk spectaculair."

Greber, die het grootste deel van het onderzoek deed aan de Universiteit van Chicago, testte 48 schalies en 30 samengestelde schalie monsters van verschillende locaties over de hele wereld. De rotsen kwamen uit goed bestudeerde collecties, zei Greber. De oudste gedateerd tot 3,5 miljard jaar geleden.

Gedurende die tijdspanne, greber en zijn collega's gevonden, bleef de gemiddelde titaanverhouding opvallend constant. Die bevinding suggereert dat felsische gesteenten minstens 3,5 miljard jaar lang een belangrijk bestanddeel van de continentale korst waren, zei Greber. Als dat zo is, is de meest aannemelijke verklaring dat platentektoniek en subductiezones al minstens zo lang aanwezig waren. [In afbeeldingen: hoe het Noord-Amerikaanse continent groeide]

Er zijn nog vragen te beantwoorden, zei Rudnick. Hoewel de gemiddelde titaniumverhouding vrij constant was, is er veel verstrooiing in de gegevens, zei ze, wat betekent dat er vrij grote schommelingen waren tussen felsisch en maffisch tussen individuele schaliemonsters. Greber en zijn team denken dat dit slechts een bijwerking is van de geografische locatie waar elke schalie werd gevonden, waarvan sommige een beetje basaltrijker zijn en andere granietrijker. Maar de spreiding lijkt nog steeds vreemd, zei Rudnick. Schalies zouden een homogene mix van de continentale korst moeten zijn, dus er zou niet zoveel variatie tussen mogen zijn.

Toekomstig onderzoek moet proberen de bodem van de verspreiding te doorbreken, zei Rudnick. Een belangrijk experiment, zei ze, zou zijn om titaniumisotopen direct op verwering te testen om er zeker van te zijn dat ze echt niet sterk worden beïnvloed.

"Ik denk dat dit een zeer interessant en zeer provocerend document is en dat het veel verder onderzoek zal stimuleren," zei ze, "wat altijd is wat je wilt."

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: The most groundbreaking scientist you've never heard of - Addison Anderson.




Onderzoek


Waarom De Aardbeving Nyc-Wolkenkrabbers Deed Schudden, Maar Niet De Straten
Waarom De Aardbeving Nyc-Wolkenkrabbers Deed Schudden, Maar Niet De Straten

De Coolste Kerstboom Die Je Ooit Zult Zien
De Coolste Kerstboom Die Je Ooit Zult Zien

Science Nieuws


Slechthorende Deeltjes Porren In De Theorie Van De Regerende Fysica
Slechthorende Deeltjes Porren In De Theorie Van De Regerende Fysica

Inteelt Gemeenschappelijk? Ancient Human Had Neanderthal-Like Ear
Inteelt Gemeenschappelijk? Ancient Human Had Neanderthal-Like Ear

Laat-Sprekende Peuters Zullen Waarschijnlijk Op Leeftijd 5 Zijn
Laat-Sprekende Peuters Zullen Waarschijnlijk Op Leeftijd 5 Zijn

Oude Aardbeving Voorschaduwing 2011 Japan Ramp
Oude Aardbeving Voorschaduwing 2011 Japan Ramp

De Ergste Stormvloeden Van De Geschiedenis
De Ergste Stormvloeden Van De Geschiedenis


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com