En ny, klarere indsigt i Jordens skjulte krystaller

Geologer har udviklet en ny teori om Jordens tilstand for milliarder af år siden efter at have undersøgt de meget gamle sten, der blev dannet i Jordens kappe under kontinenterne.

Lektor Emma Tomlinson fra Trinity College Dublin og Queensland University of Technology's professor Balz Kamber har netop offentliggjort deres forskning i førende internationalt tidsskrift, Naturkommunikation .

De syv kontinenter på Jorden er i dag hver bygget op omkring et stabilt indre kaldet en kraton, og geologer mener, at stabilisering af kraton for omkring 2,5-3 milliarder år siden var afgørende for fremkomsten af ​​landmasser på Jorden.

Lidt er kendt om, hvordan kratoner og deres støttende kappe kølere dannede sig, men vigtige spor kan findes i peridotit xenolitter, som er prøver af kappe, der bringes til jordens overflade ved udbrud af vulkaner.

Dr. Tomlinson, fra Trinity's School of Natural Sciences, sagde:

"Mange sten fra kappen under gamle kontinenter indeholder en overraskende mængde silica - meget mere end man finder i yngre dele af kappen."

"Der er i øjeblikket ingen videnskabelig konsensus om årsagen til dette."

Den nye forskning, som ser på de globale data for kappe peridotit, kommer med en ny forklaring på denne observation.

Forskningen brugte en ny termodynamisk model til at beregne, at den usædvanlige mineralogi udviklede sig, når meget varm smeltet sten-over 1700 ° C-interagerede med ældre dele af kappen, og dette forårsagede vækst af silica-rige mineraler.

"I mere end 1 milliard år har fra 3,8 til 2,5 milliarder år siden, vulkaner udbrød også meget usædvanlige lavaer med meget lav viskositet - lava, der var meget tynd, meget varmt og ofte indeholdt variable niveauer af siliciumdioxid, "Dr. Tomlinson tilføjet.

"Vores modellering tyder på, at de usædvanlige lava faktisk var de smeltede sten, der interagerede med kappen i stor dybde, og denne interaktion resulterede i det variable niveau af silica."

Professor Kamber, QUT, sagde:

"Både de silica-rige sten i den dybe kappe og de lavviskøse vulkanske klipper holdt op med at blive foretaget af Jorden for omkring 2,5 milliarder år siden. Denne timing er grænsen mellem de arkæiske og proterozoiske eoner-et af de mest betydningsfulde brud i Jordens geologiske tidsskala."

Hvad der forårsagede denne grænse er stadig ukendt, men forskningen giver et nyt perspektiv.

Professor Kamber tilføjede:

"Dette kan have været på grund af en ændring i, hvordan kappen flyder. Når kappen begyndte langsomt at vende sig helt ned til kernen (2, 900 km), de meget høje temperaturer i den arkaiske eon var ikke længere mulige. "