Hvad skabte kontinenterne? Nye beviser peger på gigantiske asteroider

Jorden er den eneste planet, vi kender til med kontinenter, de gigantiske landmasser, der giver hjem til menneskeheden og det meste af Jordens biomasse.

Men vi har stadig ikke faste svar på nogle grundlæggende spørgsmål om kontinenter:hvordan blev de til, og hvorfor blev de til, hvor de blev?

En teori er, at de blev dannet af kæmpe meteoritter, der styrtede ned i jordskorpen for længe siden. Denne idé er blevet foreslået flere gange, men indtil nu har der været meget få beviser, der understøtter den.

I ny forskning offentliggjort i Nature , undersøgte vi ældgamle mineraler fra det vestlige Australien og fandt fristende spor, der tyder på, at hypotesen om gigantiske virkninger kan være rigtig.

Hvordan laver man et kontinent?

Kontinenterne udgør en del af litosfæren, jordens stive klippefyldte ydre skal, der består af havbundene og kontinenterne, hvoraf det øverste lag er skorpen.

Skorpen under havene er tynd og lavet af mørk, tæt basaltisk sten, som kun indeholder en smule silica. Derimod er den kontinentale skorpe tyk og består for det meste af granit, en mindre tæt, blegfarvet, silica-rig sten, der får kontinenterne til at "svæve".

Under litosfæren sidder en tyk, langsomt flydende masse af næsten smeltet sten, som sidder nær toppen af ​​kappen, jordens lag mellem skorpen og kernen.

Hvis en del af litosfæren fjernes, vil kappen under den smelte, når trykket fra oven udløses. Og nedslag fra gigantiske meteoritter – klipper fra rummet ti eller hundreder af kilometer på tværs – er en ekstremt effektiv måde at gøre præcis det på!

Hvad er konsekvenserne af en gigantisk påvirkning?

Kæmpe stød sprænger enorme mængder materiale ud næsten øjeblikkeligt. Stener nær overfladen vil smelte i hundreder af kilometer eller mere omkring nedslagsstedet. Påvirkningen frigiver også tryk på kappen nedenfor, hvilket får den til at smelte og producere en "klatlignende" masse af tyk basaltisk skorpe.

Denne masse kaldes et oceanisk plateau, svarende til det under det nuværende Hawaii eller Island. Processen er lidt ligesom, hvad der sker, hvis du bliver ramt hårdt i hovedet af en golfbold eller en småsten – det resulterende bump eller "æg" er som det oceaniske plateau.

Vores forskning viser, at disse oceaniske plateauer kunne have udviklet sig til at danne kontinenterne gennem en proces kendt som skorpe-differentiering. Det tykke oceaniske plateau, der dannes ved sammenstødet, kan blive varmt nok ved bunden til, at det også smelter og producerer den slags granitsten, der danner en flydende kontinental skorpe.

Er der andre måder at lave oceaniske plateauer på?

Der er andre måder, hvorpå oceaniske plateauer kan dannes. De tykke skorper under Hawaii og Island blev ikke dannet gennem gigantiske stød, men "kappefaner", strømme af varmt materiale, der steg op fra kanten af ​​Jordens metalliske kerne, lidt ligesom i en lavalampe. Da denne opstigende fane når litosfæren, udløser den massiv kappesmeltning for at danne et oceanisk plateau.

Så kunne faner have skabt kontinenterne? Baseret på vores undersøgelser og balancen mellem forskellige iltisotoper i bittesmå korn af mineralet zirkon, som almindeligvis findes i bittesmå mængder i klipper fra den kontinentale skorpe, tror vi det ikke.

Zirkon er det ældste kendte skorpemateriale, og det kan overleve intakt i milliarder af år. Vi kan også bestemme ret præcist, hvornår det blev dannet, baseret på henfaldet af det radioaktive uran, det indeholder.

Hvad mere er, kan vi finde ud af om det miljø, hvor zircon dannes ved at måle den relative andel af isotoper af ilt, den indeholder.

Vi så på zirkonkorn fra et af de ældste overlevende stykker kontinental skorpe i verden, Pilbara-kratonet i det vestlige Australien, som begyndte at dannes for mere end 3 milliarder år siden. Mange af de ældste zirkonkorn indeholdt flere lette iltisotoper, hvilket indikerer lav smeltning, men yngre korn indeholder en mere kappelignende balanceisotoper, hvilket indikerer meget dybere smeltning.

Dette "top-down" mønster af iltisotoper er, hvad du kan forvente efter et kæmpe meteoritnedslag. I kappefaner er smeltning derimod en "bottom-up"-proces.

Lyder rimeligt, men er der andre beviser?

Ja der er! Zirkonerne fra Pilbara-kratonet ser ud til at være blevet dannet i en håndfuld adskilte perioder, snarere end kontinuerligt over tid.

Bortset fra de tidligste korn har de andre korn med isotopisk let zirkon samme alder som kuglelejer i Pilbara-kratonen og andre steder.

Kugleleje er aflejringer af dråber af materiale "sprøjtet ud" ved meteoritnedslag. Det faktum, at zirkonerne har samme alder, tyder på, at de kan være blevet dannet af de samme begivenheder.

Yderligere kan isotopers "top-down" mønster genkendes i andre områder af gammel kontinental skorpe, såsom i Canada og Grønland. Data fra andre steder er dog endnu ikke blevet omhyggeligt filtreret som Pilbara-dataene, så det vil tage mere arbejde at bekræfte dette mønster.

Det næste trin i vores forskning er at genanalysere disse gamle klipper fra andre steder for at bekræfte, hvad vi har mistanke om - at kontinenterne voksede på steder med gigantiske meteoritnedslag. Bom. + Udforsk yderligere

Bevis på, at gigantiske meteoritnedslag skabte kontinenterne

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