Mantelvarme kan have forstærket jordskorpen for 3 milliarder år siden

Lidt er kendt om naturen og udviklingen af ​​Jordens kontinentale skorpe før et par milliarder år siden, fordi kratoner eller stabile skår af litosfæren, der er mere end 2-3 milliarder år gamle, er relativt sjældne.

Men kratoner er hjemsted for bittesmå partikler af zircon, som indeholder flere isotopsystemer såsom uran, hafnium, oxygen eller bly og tilbyder en måde at se milliarder af år ind i fortiden på.

Detritale zirkoner, fundet i sediment, der er blevet forvitret ud af klippen, kan holde mere kontinuerlige optegnelser om Jordens historie end magmatisk zirkon dannet af smeltet sten eller magma. Men fordi detritale zirkoner mangler den petrogenetiske information om kildebjergarterne, de kom fra, kan de antyde kunstigt unge aldre såvel som forkerte hafniumisotoper for gamle bjergarter.

Gui-Mei Lu og kolleger fokuserede på intakt magmatisk zirkon til deres nye undersøgelse offentliggjort i Geophysical Research Letters .

Tidligere forskning antydede, at der under overgangen fra palæoarchisk til mesoarchisk æra, for omkring 3 milliarder år siden, var en stigning i hafnium-isotopforhold i både detritale og magmatiske zirkoner. Denne stigning menes at være et resultat af skorpeforyngelse, hvor nyere magma injiceres i ældre jordskorpesten. Det er en udbredt teori om, at denne stigning også markerer overgangen fra en ubevægelig skorpe og kappe til en periode med mere flygtige pladebevægelser.

Den nye undersøgelse, som undersøgte magmatisk zirkon og andre geokemiske egenskaber af granitoid klippe i Kinas sydvestlige Yangtze-blok, en kraton dateret til at være mere end 3 milliarder år gammel, udfordrer denne teori. Forskere antyder, at den jordskorpeforyngelse, der fandt sted globalt i denne æra, var et resultat af øgede kappetemperaturer snarere end udbredt tektonisk aktivitet.

Data indsamlet fra analyse af isotoper i magmatisk zirkon antydede, at yngre magma strømmede ind i den eksisterende kontinentale skorpe, hvilket fik kappesten til at smelte og varm magma til at samle sig ved skorpe-kappe-grænsen. Noget af denne delvist smeltede magma ville være afkølet til granitoider som dem i den sydvestlige Yangtze-blok.

Denne proces kan have spillet en væsentlig rolle i den kontinentale skorpevækst og tilbyder nye mulige forklaringer på oprindelsen af ​​de tektoniske konfigurationer af Jorden, vi kender i dag.

Flere oplysninger: Gui-Mei Lu et al., Kontinental skorpeforyngelse på tværs af den paleo-mesoarchean-overgang som følge af forhøjede mantelgeotermer, Geofysiske forskningsbreve (2024). DOI:10.1029/2024GL108715

Journaloplysninger: Geofysiske forskningsbreve

Leveret af American Geophysical Union

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Eos, der er vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.