Kontinental skorpe -model belyser processer, der fandt sted for tre til fire milliarder år siden

For første gang, ETH -forskere har med succes genskabt dannelsen af ​​kontinental skorpe i Archean ved hjælp af en computersimulering. Modellen hjælper forskere med bedre at forstå processer, der fandt sted for tre til fire milliarder år siden.

Den nuværende dannelse af kontinental skorpe kan undersøges inden for pladetektonik; imidlertid, det er uklart, hvordan kontinental skorpe kunne have dannet sig i Archean, en periode for tre til fire milliarder år siden, når der ikke var pladetektonik.

I journalen Natur , geofysikere ledet af Antoine Rozel, seniorassistent ved Institute of Geophysics ved ETH Zürich, har nu præsenteret en computermodel, der sandsynligvis vil tilføre brændstof til den videnskabelige debat. Med deres model, de var i stand til at genskabe oprindelsen til tidligere kontinental skorpe for første gang, noget, der indtil nu havde vist sig særligt udfordrende.

Venus eller Io?

For deres computermodel, forskerne tog inspiration fra to modsatrettede forklarende tilgange. En tilgang postulerer, at det arkeiske skorpemateriale blev bygget op gennem vulkansk aktivitet alene, som det er blevet foreslået at ske på Jupiters måne Io. Den anden tilgang, derimod, antager, at ny skorpe blev dannet ved akkumulering af magma, der forbliver varm i skorpen, kan være tilfældet på Venus.

ETH -forskernes simuleringer kunne ikke bekræfte hverken ekstrem position, da ingen af ​​de to tilgange frembringer en kontinental skorpe, der er sammensat, som den skal være baseret på feltobservationer.

Temperatur og tryk er snævert defineret

"Klipperne i den oprindelige kontinentale skorpe kunne kun dannes under relativt snævert definerede temperatur- og trykforhold. I begge ekstremer, disse betingelser eksisterer ikke, "forklarer Rozel." Hvis en ny skorpe udelukkende dannes af vulkaner, hvorved magmaen afkøles umiddelbart på Jordens overflade, skorpen ville være for kold. Omvendt skorpen i den anden tilgang ville være varmere end den burde være. "

Derimod, den ideelle situation er, når skorpen er skabt gennem en blanding af de to mekanismer, helst når omkring 30 procent af den nye skorpe er dannet af vulkanisme. Dette resulterer i en stensammensætning, der ligner det, der kan findes på Grønlands vestkyst, for eksempel.

To-dimensionel og global

For at forskerne kan beregne deres model, imidlertid, de måtte indgå nogle kompromiser. Selvom deres model er global, den er kun todimensionel. "Hvis vi havde ønsket en høj regional opløsning og en tredimensionel model, vi ville have været nødt til at køre beregningerne på en supercomputer i ti år, "siger Rozel.

I deres model, forskerne overvejede forskellige mængder, såsom temperatur, tryk, bjergets vandindhold og dets viskositet, og simulerede processerne op til 100 gange for at teste parametrene med forskellige værdier.