Deze nieuwe theorie heroverweegt de vorming van de eerste continenten

De aarde is in meer dan één opzicht een unieke planeet. Een van de bijzonderheden is de aanwezigheid van een aardkorst die is verdeeld in twee grote geologische eenheden: oceanische korst en continentale korst. Continentale vorming was ook een cruciale schakel in de evolutie van het leven en zorgde voor een verscheidenheid aan ecologische niches, zowel in het ondiepe mariene domein dat aan de kustlijn grenst als in het terrestrische domein.

Deze continentale korst verschilt van de oceanische korst door zijn zeer rijke samenstelling MetalenMetalen Silicaten. Maar de processen die hebben geleid tot hun opkomst uit een oermagma-oceaan zijn nog steeds onderwerp van discussie. Maar dankzij de studie van cratons, deze continentale gebieden die de oudste op aarde zijn, weten we dat deze continentale korst zich tussen 3 en 2,5 miljard jaar geleden begon te vormen.

Cratons, deze continentale kernen die de vorming van continenten mogelijk maakten

Cratons bevatten niet alleen de oudste rotsen op aarde, maar hebben ook andere kenmerken vergeleken met de rest van de continentale korst. In deze gebieden is LithosfeerLithosfeer (cortex en jasjas bovenste) is erg dik, 150 km of meer, terwijl de gemiddelde waarde van de klassieke continentale lithosfeer 100 km bedraagt. De korst van granietoorsprong is ook rijk aan bepaalde elementen zoals goud, PlatinaPlatina En de LithiumLithiumMaar ookUraniumUranium (sh), ThoriumThorium (w) f PotassiumPotassium (k) Het bestaat uit drie componenten IsotopenIsotopen Radioactieve materialen waarvan de overvloed en activiteit voldoende zijn om a warmtewarmte Aanzienlijke radioactiviteit.

We merken echter op dat deze drie elementen vooral aanwezig zijn in de bovenste korst en in een veel kleiner percentage in de onderste korst. Deze differentiatie betekent dat de diepere niveaus van de cratons nogal koud zijn, wat tot gevolg heeft dat de cratonale lithosfeer wordt versterkt, waardoor deze zeer resistent wordt tegen tektonische vervorming. In feite lijken cratons zeer stabiele “kernen” te zijn die in de loop van de geologische tijd relatief weinig vervorming hebben ondergaan.

Het was echter deze stabilisatie van de eerste continenten die de groei van de continentale korst mogelijk maakte. Deze fase van differentiatie van de aardkorst, d.w.z. de accumulatie van elementen die stralingswarmte produceren in het bovenste deel, lijkt een sleutelmoment te zijn geweest in de vorming van de eerste continenten, waardoor hun stabilisatie mogelijk werd. Hoe dit gebeurde is tot nu toe onbekend.

Wat zijn de mechanismen achter cortexdifferentiatie?

In eerdere onderzoeken zijn verschillende hypothesen voorgesteld om de productie hiervan te verklaren GranietGraniet Neoarchean is rijk aan uranium, thorium en kalium Gedeeltelijke fusieGedeeltelijke fusie Van reeds bestaande korst. Deze drie elementen zijn eigenlijk zogenaamde incompatibele elementen, dat wil zeggen dat ze zich bij voorkeur in de fase ophopen vloeistofvloeistof Tijdens een episode van gedeeltelijke fusie. De meeste modellen vertrouwden dus op het verwarmen van de bodem van de korst volgens verschillende mechanismen (mantel kolommantel kolomConvectieve instabiliteit in de mantel…). De creatie van dit graniet ging aanzienlijk vooraf aan de opkomst van de eerste continenten. Scenario’s die, hoewel ze op veel waarnemingen reageren, een probleem vormen, omdat ze tot thermische erosie van de aarde zouden hebben geleid. Corticale wortelCorticale wortelWat tot de vernietiging ervan leidt. In dit geval zijn we nog ver verwijderd van het verwachte stabilisatie-effect.

Zijn rotsverwering en platentektoniek de oorsprong van cratons?

In een nieuw artikel gepubliceerd in beoordeling natuurJesse Remink en Andrew Smay van de Universiteit van Pennsylvania vertellen een ander verhaal. Ze toonden aan dat verandering van gesteenten, door het blootleggen van reeds bestaande korst, feitelijk kan leiden tot een concentratie van deze warmteproducerende elementen in de bovenste korst, waardoor de vorming van een dikke, koele wortel mogelijk wordt die zeer goed bestand is tegen korstvorming.

Van de onstabiele primaire korst, windwindregen, en Chemische reactiesChemische reacties Met ingrediëntenAtmosfeerAtmosfeer Daarom werd het geproduceerd sedimentensedimenten En de kleiklei Die zullen vervolgens door rivieren naar de zee worden getransporteerd, waar ze sedimentaire afzettingen zullen hebben gevormd die rijk zijn aan U, Th en K. BewegingenBewegingen De tektoniek deed vervolgens de rest van het werk en begroef deze ‘hete’ sedimenten in de korst, vooral tijdens periodes van botsingen.

Deze concentratie van radioactieve elementen kan vervolgens de onderste korst verwarmen, waardoor de rotsen gedeeltelijk smelten. Het geproduceerde magma, dat minder dicht is dan het omliggende gebied en rijk is aan de onverenigbare elementen U, Th en K, begint dus naar de bovenste korst te stijgen, waardoor deze elementen van de basis naar de top van de korst worden getransporteerd. Deze kritieke fase van cratoniaanse differentiatie werkt geleidelijk over miljoenen jaren.

Cratons ontstonden ongeveer 3 miljard jaar geleden, dus dit nieuwe model suggereert de opkomst van ‘protocontinenten’ al heel vroeg in de geschiedenis van de aarde. De onderzoekers leggen ook uit dat een van de sleutels tot de bewoonbaarheid van de aarde ook te vinden is in de productie en afzetting van deze afzettingen die rijk zijn aan radioactieve elementen die warmte vrijgeven. Deze processen creëerden zeker omgevingen die bevorderlijk waren voor de ontwikkeling van het leven aan de rand van deze protocontinenten.