Remixet kappe antyder tidlig start af pladetektonik

Ny Curtin University-forskning om genblanding af Jordens stratificerede dybe indre antyder, at globale pladetektoniske processer, som spillede en central rolle i eksistensen af ​​liv på Jorden, begyndte at fungere for mindst 3,2 milliarder år siden.

Udgivet i Nature's Videnskabelige rapporter , forskere fra Curtin University's Earth Dynamics Research Group genanalyserede globale data for at opdage pludselige ændringer i de kemiske egenskaber af basalt- og komatiit-lavasten, menes at være afledt af Jordens øvre og nedre kappelag og brød ud til overfladen for mellem to og fire milliarder år siden.

Hovedforsker ph.d. Kandidat hr. Hamed Gamal El Dien, fra Curtin's School of Earth and Planetary Sciences, sagde, at der var meget videnskabelig debat om den nøjagtige startdato for pladetektonikken på Jorden.

"Nogle forskere mener, at pladetektonikken først begyndte at fungere for omkring 800 millioner år siden, mens andre mener, at det kunne gå så langt tilbage som for fire milliarder år siden, kort efter dannelsen af ​​vores planet, " sagde hr. Gamal El Dien.

"Indtil videre kom næsten alle beviser, der blev brugt i denne debat, fra næppe bevarede geologiske overfladeproxyer, og der er kun blevet lagt lidt opmærksomhed på den optegnelse, som Jordens dybe kappe opbevarer - det er her, vores forskning kommer ind.

"For første gang, vi var i stand til at demonstrere, at et betydeligt skift i kappesammensætning (eller en større kappe-remixing) startede for omkring 3,2 milliarder år siden, hvilket indikerer en global genanvendelse af planetens skorpematerialer tilbage i dets kappelag, som vi mener viser starten på global pladetektonisk aktivitet."

Under de tidligste stadier af Jordens planetariske differentiering, planeten var opdelt i tre hovedlag:kernen, kappen og skorpen. Forskere mener, at der ville have været meget lidt genblanding mellem den lettere skorpe og den meget tættere kappe, indtil begyndelsen af ​​pladetektonikken.

Men gennem den igangværende subduktionsproces, nogle lettere skorpematerialer føres tilbage til den tættere dybe jord og blandes igen med kappen. Spørgsmålet forskerne så stillede var, hvornår startede denne globale og hele kappe remix-proces?

"Med den grundlæggende subduktionsproces i tankerne, vi antog, at gamle stenprøver fundet på skorpen, som i sidste ende kommer fra den dybe kappe, skulle vise tegn på den første større 'oprøring' i kappelaget, markerer starten på pladesubduktion som en vital komponent i pladetektoniske processer, " sagde hr. Gamal El Dien.

For at fuldføre denne undersøgelse, holdet så på tidsvariationen af ​​den isotopiske og kemiske sammensætning på cirka 6, 000 kappe-afledte basaltiske og komatiitiske lavasten, dateret til at være mellem to og fire milliarder år gammel.

Forskningsmedforfatter John Curtin, Distinguished professor og australsk prisvinder fellow professor Zheng-Xiang Li, leder af Earth Dynamics Research Group, sagde, at forskningen er meget vigtig for at forstå den dynamiske udvikling af vores planet.

"Pladetektonisk aktivitet på planeten er ansvarlig for dannelsen af ​​mineral- og energiressourcer. Den spiller også en afgørende rolle for selve menneskehedens eksistens. Pladetektonikken er fundet unikt operativ på Jorden, den eneste kendte beboelige planet, " sagde professor Li.

"Gennem vores retrospektive analyse af kappeafledte prøver, vi opdagede, at efter den indledende kemiske lagdeling og dannelse af en hård skal i de første milliarder år af Jordens 4,5 milliarder år lange historie, der var faktisk en stor kemisk 'oprøring' for omkring 3,2 milliarder år siden, " han sagde.

"Vi tager dette 'oprør' som det første direkte bevis fra den dybe jord, at pladetektonikken startede for over 3 milliarder år siden, fører til en trinvis ændring i kappesammensætning, efterfulgt af iltningen af ​​vores atmosfære og livets udvikling."