Tektoniske plader begyndte at skifte tidligere end tidligere antaget

Et vedvarende spørgsmål i geologi er, hvornår Jordens tektoniske plader begyndte at skubbe og trække i en proces, der hjalp planeten med at udvikle sig og formede dens kontinenter til dem, der eksisterer i dag. Nogle forskere teoretiserer, at det skete for omkring fire milliarder år siden, mens andre tror, ​​det var tættere på en milliard.

Et forskerhold ledet af Harvard -forskere ledte efter spor i gamle klipper (ældre end 3 milliarder år) fra Australien og Sydafrika, og fandt ud af, at disse plader bevægede sig for mindst 3,2 milliarder år siden på den tidlige Jord. I en del af Pilbra Craton i det vestlige Australien, en af ​​de ældste stykker af jordskorpen, videnskabsmænd fandt en breddegradsdrift på omkring 2,5 centimeter om året, og daterede forslaget til 3,2 milliarder år siden.

Forskerne mener, at dette skift er det tidligste bevis på, at moderne pladebevægelser skete for mellem to til fire milliarder år siden. Det føjer til voksende forskning, at tektoniske bevægelser fandt sted på den tidlige Jord. Resultaterne er offentliggjort i Videnskabens fremskridt .

"I bund og grund, dette er et stykke geologisk bevis for at udvide registreringen af ​​pladetektonik på Jorden længere tilbage i Jordens historie, "sagde Alec Brenner, en af ​​papirets hovedforfattere og medlem af Harvard's Paleomagnetics Lab. "Baseret på de beviser, vi fandt, det ser ud til, at pladetektonik er en meget mere sandsynlig proces, der har fundet sted på den tidlige Jord, og det taler for en Jord, der ligner meget mere nutidens, end mange mennesker tror."

Pladetektonikken er nøglen til livets udvikling og planetens udvikling. I dag, Jordens ydre skal består af omkring 15 stive skorpeblokke. På dem sidder planetens kontinenter og oceaner. Disse pladers bevægelse formede kontinenternes placering. Det hjalp med at danne nye, og det skabte unikke landformer som bjergkæder. Det udsatte også nye sten for atmosfæren, som førte til kemiske reaktioner, der stabiliserede Jordens overfladetemperatur over milliarder af år. Et stabilt klima er afgørende for livets udvikling.

Da de første skift fandt sted har længe været et emne af betydelig debat inden for geologi. Enhver information, der kaster lys over det, er værdifuld. Studiet, udgivet på Jordens Dag, hjælper med at udfylde nogle af hullerne. Det antyder også løst de tidligste livsformer udviklet i et mere moderat miljø.

"Vi forsøger at forstå de geofysiske principper, der driver Jorden, " sagde Roger Fu, en af ​​papirets hovedforfattere og en assisterende professor i jord- og planetvidenskab ved Det Naturvidenskabelige Fakultet. "Pladetektonikken kredser elementer, der er nødvendige for liv ind i Jorden og ud af den."

Pladetektonik hjælper planetforskere med at forstå verdener hinsides denne, også.

"I øjeblikket, Jorden er det eneste kendte planetariske legeme, der har robust etableret pladetektonik af nogen art, sagde Brenner, en tredjeårs kandidatstuderende på Graduate School of Arts and Sciences. "Det påhviler os virkelig, når vi søger efter planeter i andre solsystemer for at forstå hele sættet af processer, der førte til pladetektonik på Jorden, og hvilke drivkræfter der fandt sted for at igangsætte den. Det ville forhåbentlig give os en fornemmelse af, hvor let det er for pladetektonik skal ske i andre verdener, især i betragtning af alle sammenhænge mellem pladetektonik, livets udvikling og stabiliseringen af ​​klimaet."

Til studiet, medlemmer af projektet rejste til Pilbara Craton i det vestlige Australien. En kraton er et ur, tyk, og meget stabilt skorpe. De findes normalt i midten af ​​tektoniske plader og er de gamle hjerter på jordens kontinenter.

Dette gør dem til det naturlige sted at tage hen for at studere den tidlige Jord. Pilbara Craton strækker sig omkring 300 miles på tværs, dækker omtrent det samme område som staten Pennsylvania. Klipper dannes der allerede for 3,5 milliarder år siden.

I 2017 Fu og Brenner tog prøver fra en portion kaldet Honeyeater Basalt. De borede i klipperne der og indsamlede kerneprøver omkring en tomme brede.

De bragte prøverne tilbage til Fus laboratorium i Cambridge, hvor de placerede prøverne i magnetometre og afmagnetiseringsudstyr. Disse instrumenter fortalte dem klippens magnetiske historie. Den ældste, den mest stabile bit af den historie er forhåbentlig, når klippen dannede sig. I dette tilfælde, det var 3,2 milliarder år siden.

Holdet brugte derefter deres data og data fra andre forskere, som har afmagnetiseret sten i nærliggende områder, til dato, hvor klipperne skiftede fra et punkt til et andet. De fandt en afdrift på 2,5 centimeter om året.

Fu og Brenners arbejde adskiller sig fra de fleste undersøgelser, fordi forskerne fokuserede på at måle klippernes position over tid, mens andet arbejde har en tendens til at fokusere på kemiske strukturer i klipperne, der tyder på tektonisk bevægelse.

Forskere brugte det nye Quantum Diamond Microscope til at bekræfte deres resultater for 3,2 milliarder år siden. Mikroskopet afbilder de magnetiske felter og partikler i en prøve. Det er udviklet i samarbejde mellem forskere ved Harvard og MIT.

I avisen, forskerne påpeger, at de ikke var i stand til at udelukke et fænomen kaldet "sand polarvandring." Det kan også få Jordens overflade til at flytte sig. Deres resultater hælder mere mod pladetektonisk bevægelse på grund af tidsintervallet for denne geologiske bevægelse.

Fu og Brenner planlægger at blive ved med at analysere data fra Pilbara-kratonet og andre prøver fra hele verden i fremtidige eksperimenter. En kærlighed til det fri driver dem begge, og det samme gør et akademisk behov for at forstå Jordens planetariske historie.

"Dette er en del af vores arv, "Sagde Brenner.