En (meget) tidligere fødselsdato for tektoniske plader

Yale geofysikere rapporterede, at Jorden konstant skifter, underjordiske netværk af tektoniske plader var solidt på plads for mere end 4 milliarder år siden - mindst en milliard år tidligere end videnskabsmænd generelt troede.

Tektoniske plader er store stenplader indlejret i jordskorpen og den øvre kappe, det næste lag ned. Samspillet mellem disse plader former alle moderne landmasser og påvirker de vigtigste træk ved planetarisk geologi - fra jordskælv og vulkaner til fremkomsten af ​​kontinenter.

"At forstå, hvornår pladetektonik startede på Jorden, har længe været et fundamentalt vanskeligt problem, "sagde Jun Korenaga, en professor i jord- og planetvidenskab ved Yales fakultet for kunst og videnskab og seniorforfatter til den nye undersøgelse, udgivet i Videnskabens fremskridt . "Når vi går dybere tilbage i tiden, vi har færre geologiske optegnelser."

En lovende fuldmagt til at afgøre, om tektoniske plader var operationelle, er væksten i kontinenter, sagde Korenaga. Dette skyldes, at den eneste måde at opbygge et stykke land på i kontinentet er ved at omgivende overfladestene fortsat synker dybt over en lang periode-en proces kaldet subduktion, der kun er mulig gennem pladetektonik.

I den nye undersøgelse, Korenaga og Yale kandidatstuderende Meng Guo fandt beviser for kontinental vækst, der startede så tidligt som for 4,4 milliarder år siden. De udtænkte en geokemisk simulering af den tidlige Jord baseret på grundstoffet argon - en inaktiv gas, som landmasser udsender til atmosfæren. Argon er for tung til at undslippe Jordens tyngdekraft, så det forbliver i atmosfæren som en geokemisk hovedbog.

"På grund af de særlige egenskaber ved argon, vi kan udlede, hvad der er sket med den faste jord ved at studere dette atmosfæriske argon, " sagde Korenaga. "Dette gør den til en fremragende bogholder over gamle begivenheder."

Det meste af argon i Jordens atmosfære er 40Ar - et produkt af det radioaktive henfald af 40K (kalium), som findes i jordskorpens skorpe og kappe. Forskerne sagde, at deres model kiggede på den atmosfæriske argon, der gradvist har akkumuleret i løbet af planetens historie for at bestemme alderen for kontinental vækst.

En del af udfordringen med at skabe deres simulering, sagde forskerne, inkorporerede virkningerne af en geologisk proces kaldet "skorpe genbrug". Dette refererer til den cyklus, hvormed kontinental skorpe opbygges, derefter eroderes til sedimenter, og til sidst båret tilbage under jorden af ​​tektoniske pladebevægelser - indtil cyklussen fornyer sig selv.

Simuleringen skulle således tage højde for argongasemissioner, der ikke var en del af den kontinentale vækst.

"Fremstillingen af ​​kontinental skorpe er ikke en envejsproces, "Sagde Korenaga.