Gulvet er lava:Efter 1,5 milliarder år i flux, her er hvordan en ny, stærkere skorpe satte scenen for liv på Jorden

Vores planet er unik i solsystemet. Det er den eneste med aktiv pladetektonik, havbassiner, kontinenter og, så vidt vi ved, liv. Men Jorden i sin nuværende form er 4,5 milliarder år undervejs; det er markant anderledes end det var i en meget tidligere æra.

Detaljer om hvordan, hvornår og hvorfor planetens tidlige historie udfoldede sig, som den stort set har undgået videnskabsmænd, hovedsagelig på grund af sparsomheden af ​​bevarede klipper fra denne geologiske periode.

Vores forskning, offentliggjort i dag i Nature, afslører, at Jordens tidligste kontinenter var enheder i forandring. De forsvandt og dukkede op igen over 1,5 milliarder år, før de endelig fik form.

Tidlig Jord:en mærkelig ny verden

De første 1,5 milliarder år af Jordens historie var en tumultarisk periode, der satte scenen for resten af ​​planetens rejse. Flere vigtige begivenheder fandt sted, herunder dannelsen af ​​de første kontinenter, fremkomsten af ​​land og udviklingen af ​​den tidlige atmosfære og oceaner.

Alle disse begivenheder var resultatet af den skiftende dynamik i Jordens indre. De var også katalysatorer for de første optrædener af primitivt liv.

Den bevarede registrering af Jordens første 500 millioner år er begrænset til blot nogle få bittesmå krystaller af mineralet zirkon. I løbet af de næste milliard år, kilometer lange (og større) fragmenter af sten blev genereret og bevaret. Disse ville fortsætte med at skabe kernerne på de store kontinenter.

Forskere kender til egenskaberne af bjergarter og de kemiske reaktioner, der skal ske, for at deres bestanddele kan dannes. Baseret på dette, vi ved, at Jorden tidligt pralede af meget høje temperaturer, hundredvis af grader varmere end i dag.

En episk metamorfose

Jordens skorpe i dag er lavet af tyk, flydende kontinental skorpe, der står stolt over havet. I mellemtiden under oceanerne er tynde, men tætte oceaniske skorper.

Planeten er også opdelt i en række plader, der bevæger sig rundt i en proces, der kaldes "kontinentaldrift". Nogle steder, disse plader driver fra hinanden og i andre konvergerer de til mægtige bjerge.

Denne dynamiske bevægelse af Jordens tektoniske plader er den mekanisme, hvorved varme fra dens indre frigives ud i rummet. Dette resulterer i vulkansk aktivitet primært fokuseret på pladegrænserne. Et godt eksempel er Ring of Fire - en sti langs Stillehavet, hvor vulkanudbrud og jordskælv er hyppige.

For at optrevle de processer, der fungerede på den tidlige Jord, vi udviklede computermodeller til at replikere de engang meget varmere forhold. Disse forhold var drevet af store mængder intern "urvarme". Dette er den varme, der er tilbage fra, da Jorden først blev dannet.

Vores modellering viser, at frigivelsen af ​​primordial varme under Jordens tidlige stadier (som var tre til fire gange varmere end i dag) forårsagede omfattende smeltning i den øvre kappe. Dette er det mest faste område under skorpen, mellem 10 km og 100 km dyb.

Denne interne smeltning skabte magma, som gennem et VVS-system, blev kastet ud som lava på skorpen. Den lavvandede kappe efterladt, tør og stiv, blev svejset til skorpen og dannede de første kontinenter.

Det første livs puls

Vores forskning afslørede en forsinkelse mellem dannelsen af ​​Jordens første skorpe og udviklingen af ​​kappekølene ved bunden af ​​de første kontinenter.

Den første dannede skorpe, som var til stede for mellem 4,5 milliarder og 4 milliarder år siden, var svag og udsat for ødelæggelse. Det blev gradvist stærkere i løbet af de næste milliard år for at danne kernen i moderne kontinenter.

Denne proces var afgørende for, at kontinenter blev stabile. Da magma blev renset ud af Jordens indre, stive flåder dannet i kappen under den nye skorpe, beskytter det mod yderligere ødelæggelse.

I øvrigt, fremkomsten af ​​disse stive kontinenter førte i sidste ende til forvitring og erosion, hvilket er, når sten og mineraler nedbrydes eller opløses over lange perioder for til sidst at blive båret væk og aflejret som sediment.

Tidlig erosion ville have ændret sammensætningen af ​​Jordens atmosfære. Det ville også have givet næringsstoffer til havene, så livets udvikling.

Ud fra vores observationer, vi konkluderer, at nedbrydningen af ​​Jordens tidlige skorpe var nødvendig for at gøre plads til en mere robust erstatning. Og var dette ikke sket, vi ville ikke have kontinenterne, heller ikke livet, som vi kender det.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.