Skjult fortid af Jordens ældste kontinenter afdækket

Ny international forskning ledet af University of St. Andrews præsenterer en ny måde at forstå strukturen og dannelsen af ​​vores ældste kontinenter.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters afslører, hvordan holdet fra St. Andrews, Grønland, Australien, Danmark, og Canada, brugte magmatiske sten, stammer fra dybt inde i Jorden, at prøve det indre af kratoner som et middel til at forstå, hvordan de blev dannet.

kratoner er de gamle, stabil, hjertet af jordens kontinenter, og deres dannelse var en forudsætning for udviklingen af ​​komplekst liv. Den nordatlantiske kraton strækker sig fra det nordlige Skotland gennem Grønland til Nordamerika, og indeholder den ældste skorpe kendt på Jorden - op til 3,8 milliarder år gammel. Hvordan disse gamle kratoner blev bygget er en stor videnskabelig debat, informerer om et af de mest fundamentale spørgsmål inden for jordvidenskaben:hvornår begyndte pladetektonikken at fungere?

Pladetektonik - cyklussen af ​​stive tektoniske plader i konstant vandret bevægelse hen over planetens overflade - gør Jorden unik i solsystemets klippeplaneter. Pladetektonikken startede på et tidspunkt efter at Jorden blev dannet for 4,6 milliarder år siden, men det er uklart præcist hvornår. Nogle forskere mener, at kratondannelse skete som et resultat af pladetektonik, hvorved de blev samlet via vandret stabling af skorpe. Andre mener, at kratoner blev dannet gennem ikke-pladetektoniske processer, vokser via såkaldt "vertikal tektonik."

Evnen til at forstå kratonernes arkitektur og derfor hvordan og hvornår de blev dannet er, imidlertid, problematisk, på grund af vanskeligheden ved at tage prøver af sten inde fra den dybe skorpe og kappe, som i Vestgrønland er op til 250 km tyk.

For at løse dette, forskerholdet brugte dybe magmatiske bjergarter kendt som kimberlitter til at prøve de dybe dele af det nordatlantiske kraton. Kimberlitter, som er berømte for at bringe diamanter til overfladen, stammer fra den øvre kappe, mere end 100 km under jordens overflade. Når de stiger op gennem kratonen, deres magma samler stykker skorpe undervejs, stykker, der er skjult på overfladen. På denne måde kimberlitter kan prøve dele af det dybe kontinent, som ellers er utilgængelige.

Forskerne prøvede en kimberlit fra Vestgrønlands kyst, nær Maniitsoq, og udvundet fra det mikroskopiske zirkonkorn, hver mindre end bredden af ​​et menneskehår, stammer fra skorpen dybt inde i kratonet. Holdet analyserede disse korn ved hjælp af højpræcision laserablationsmassespektrometri.

Analyse afslørede alderen og kemien af ​​zirkonkornene, hvilket antydede, at under den 3,0 milliarder år gamle skorpe, som i dag udgør Maniitsoq-regionen, ligger meget ældre 3,8 milliarder år gammel skorpe. Denne ældre skorpe findes i dag kun ved overfladen 150 km syd for kimberlitlokaliteten. Derfor, for at den er blevet udtaget af kimberlitten, dele af det skal være blevet transporteret sideværts under den skorpe, der nu er ved overfladen, engang efter 3,0 milliarder år siden.

Ledende videnskabsmand Dr. Nick Gardiner fra School of Earth and Environmental Sciences, University of St Andrews, sagde:"Kimberlitprøven byder på disse ældgamle zirkonkorn, som antyder, at det nordatlantiske kraton blev samlet ved vandret at stable forskellige aldrende skiver af kontinental skorpe, sandsynligvis i den sene arkæiske Eon efter 3,0 milliarder år siden. Disse fund tyder på, at nogle kratoner blev dannet gennem pladetektoniske processer."

Papiret, "Nordatlantisk Craton-arkitektur afsløret af kimberlit-hostede skorpe zirkoner, " er offentliggjort i Earth and Planetary Science Letters