Nowe badania sugerują, że wczesne kontynenty Ziemi mogły powstać w wyniku topnienia skorupy pod wysokim ciśnieniem, a nie subdukcji, co potencjalnie opóźniło początek tektoniki płyt i zrewidowało nasze rozumienie historii geologicznej Ziemi i jej wpływu na życie.
Niedawne badania podważają tradycyjne poglądy na temat powstawania kontynentów ziemskich, sugerując, że subdukcja mogła nie być konieczna. Jego odkrycia sugerują, że topnienie skorupy ziemskiej może wyjaśniać powstawanie kontynentów, podając w wątpliwość moment rozpoczęcia tektoniki płyt i podkreślając jej wpływ na pochodzenie życia.
Powstawanie kontynentów ziemskich miliardy lat temu stworzyło podstawę do rozkwitu życia. Jednak naukowcy pozostają podzieleni co do tego, jak powstały te masy lądowe i czy zachodzące w nich procesy geologiczne są takie same, jak te, które obserwujemy dzisiaj.
Niedawny artykuł Davida Hernándeza Uribe z Uniwersytetu Illinois w Chicago pt Nauka o przyrodzie dodaje nowe informacje do tej debaty, wytykając luki w wiodącej teorii powstawania kontynentów. Hernández Uribe wykorzystał modele komputerowe do zbadania powstawania magm, które, jak się uważa, mogą zawierać wskazówki dotyczące pochodzenia kontynentów.
Procesy geologiczne i badania cyrkonu
Magma to stopiona substancja, która po ochłodzeniu tworzy skały i minerały. Hernández Uribe poszukiwał magm odpowiadających sygnaturze składu rzadkich złóż minerałów zwanych cyrkoniami, których początki sięgają okresu archajskiego trwającego od 2,5 do 4 miliardów lat temu, kiedy naukowcy wierzyli, że po raz pierwszy utworzyły się kontynenty.
W zeszłym roku opublikowali to naukowcy z Chin i Australii papier argumentując, że archajskie cyrkonie mogą powstać jedynie w wyniku subdukcji – kiedy dwie płyty tektoniczne zderzają się pod wodą, wypychając masę lądową na powierzchnię. Proces ten trwa do dziś, powodując trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów oraz zmieniając kształt wybrzeży kontynentów.
Jednak Hernández Uribe, adiunkt nauk o Ziemi i środowisku, odkrył, że subdukcja nie jest konieczna do stworzenia archajskich cyrkonii. Zamiast tego odkrył, że minerały mogą powstawać pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatur związanych z topnieniem grubej pierwotnej skorupy ziemskiej.
„Korzystając z moich obliczeń i modeli, można uzyskać te same sygnatury dla cyrkonii, a nawet zapewnić lepsze dopasowanie poprzez częściowe stopienie dna skorupy” – powiedział Hernández Uribe. „Na podstawie tych wyników nadal nie mamy wystarczających dowodów, aby stwierdzić, w jakim procesie powstały kontynenty”.
Implikacje dla tektoniki płyt i życia na Ziemi
Wyniki zwiększają również niepewność co do tego, kiedy na Ziemi rozpoczęła się tektonika płyt. Jeśli pierwsze kontynenty Ziemi powstały w wyniku subdukcji, oznaczałoby to, że kontynenty zaczęły się przemieszczać między 3,6 a 4 miliardami lat temu, czyli zaledwie 500 milionów lat po istnieniu planety. Jednak alternatywna teoria topnienia skorupy tworzącej pierwsze kontynenty oznacza, że subdukcja i tektonika mogły rozpocząć się znacznie później.
„Nasza planeta jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym, na której występuje aktywna tektonika płyt, jaką znamy” – powiedział Hernández Uribe. „A to odnosi się do pochodzenia życia, ponieważ przemieszczanie się pierwszych kontynentów kontrolowało pogodę, chemię oceanów i wszystko, co jest związane z życiem”.
Odniesienie: „Generacja archajskich utleniających i mokrych magm w wyniku maficznego nadmiernego pogrubienia skorupy ziemskiej” Davida Hernándeza-Uribe, 11 lipca 2024 r., Nauka o przyrodzie.
DOI: 10.1038/s41561-024-01489-z
