Zirkoner afslører historien om fluktuationer i oxidationstilstanden af skorpemagmatisme og superkontinentcyklussen
Zirkoner, et mineral, der er næsten lige så gammelt som Jorden selv, krystalliserer, når magma (smeltede klipper) afkøles og kan findes i spormængder i magmatiske bjergarter. Dannelsen af magma udgør bjergene på Jorden. Gennem interaktioner med vand og atmosfæren nedbrydes bjergene til sedimenter.
Zirkoner er så holdbare og modstandsdygtige over for vejrlig og erosion, at de sjældent forsvinder, og derfor har dette mineral i sedimenter (såkaldte "detritelle zirkoner") den største indsigt i Jordens historie. Zirkon beriger med U (U-Pb-datering), er en tidtager og giver også et kemisk vindue til mange geologiske fænomener, såsom oxidationstilstand.
Denne forståelse førte til en undersøgelse foretaget af Dr. Rui Wang og hans ph.d. studerende Shao-Chen Wu (Institute of Earth Sciences, China University of Geosciences, Beijing), Dr. Roberto Weinberg og Dr. Peter Cawood (Monash University) og Dr. William Collins (Curtin University). Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Science Bulletin .
Holdet bruger en ny metode af Loucks et al. (2020) til bestemmelse af oxidationstilstanden af granitisk magma, der bruger forholdet mellem Ce, U og Ti i zirkon til at spore oxidationstilstandsændringen af skorpemagmaer gennem Jordens historie. Beregningen kræver ikke, at en ionisk ladning kendes, og det er heller ikke nødvendigt at bestemme krystallisationstemperatur, tryk eller parental smeltesammensætning.
"Tidligere metoder inkluderer Ce/Ce*- og Eu/Eu*-oxybarometre, men hver har begrænsninger relateret til temperatur, tryk, kemiske sammensætningsvariationer i værtsten eller præcision af REE-elementer, der er nødvendige for at måle Ce/Ce*- og Eu/Eu*-anomalierne ." Bob Loucks fra Western Australia siger.
Dette forbedrede oxybarometer giver mulighed for en mere sikker evaluering af variationen i oxidationstilstand, som nu kan fortolkes i form af globale tektoniske ændringer med tiden. Ved at bestemme oxidationsniveauerne for de magmaer, der dannede disse detritale zirkoner, er forskerne i stand til at udlede begyndelsen af skorpe-til-kappe-genbrug, forvitring og superkontinentcyklussen.
Nøglepunktet er, at klipper, der ligger på jordens overflade, kan føres tilbage ned til dybt i jordens kappe (hundrede til tusinder af km under overfladen. Vores data viser, at det ikke kun sker i dag, men det kunne have været i gang på i milliarder af år.
Ser vi på zirkoner fra den tidlige Jord, 3 milliarder år gamle zirkoner, til dem, der dannes i dag, har vi fundet redoxtilstanden for de magmaer, hvori de er dannet. Oxidationstilstanden (udtrykt som ΔFMQ) af de detritale zirkoner steg med ~3,5 milliarder år, efterfulgt af en konsistent gennemsnitlig ΔFMQ> 0 over de sidste 3 milliarder år, hvilket tyder på genanvendelse af oceanisk litosfære tilbage i kappen i, hvad der til sidst blev etableret som subduktion zoner.
Den viser, at den nedre grænse for redoxtilstanden faldt dramatisk for 2,6 milliarder år siden, hvilket markerede dannelsen af veldefinerede kontinenter og begravelsen af oceaniske klipper tilbage i Jordens dybe kappe. Derudover fandt vi en cyklicitet af redoxmønstrene:hvert 600 millioner år eller deromkring, samles kontinenter for at danne superkontinenter, som Gondwana, Rodinia, Nura og Superia.
Flere oplysninger: Rui Wang et al., Zirkoner afslører historien om fluktuationer i oxidationstilstanden af skorpemagmatisme og superkontinentcyklus, Science Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.scib.2023.10.034
Leveret af Science China Press
Varme artikler
-
Eta rammer Cuba med stærk vind, regnLuftfoto af et mudderskred forårsaget af Eta, og hvor det anslås, at snesevis af mennesker døde i landsbyen Queja, i San Cristobal Verapaz, Guatemala den 7. november kl. 2020 Tropestormen Eta brag -
Forskning kaster nyt lys over bosættelse i højder i TibetEt håndaftrykbillede taget i 2006. Kredit:Mark Aldenderfer Mennesker etablerede sandsynligvis permanente bosættelser på det tibetanske plateau i højder mellem kl. 13, 000-7, 400 år siden, ifølge n -
New Zealand kunne være redningsbåd for at redde menneskeheden fra udryddelse i en katastrofal pand…Kredit:CC0 Public Domain New Zealand, Australien og Island kunne fungere som ø-tilflugtssteder for at redde menneskeheden fra udryddelse i tilfælde af en katastrofal global pandemi, forskere har f -
Fald i kuldioxidemissioner fra fossile brændstoffer på grund af COVID-19 påvist ved atmosfæriske…Tidsmæssig ændring i månedlige gennemsnit af variationsforholdet mellem den atmosfæriske CO2 og CH4 i januar, Februar, og marts observeret på Hateruma Island siden 1998. Den grå tykke linje repræsente
- Forskere skaber nanoskala til at bekæmpe kræft uden at skade sunde celler
- Canadas gymnasiepensum giver ikke eleverne det fulde billede af klimaændringer
- Forskere finder endegyldige beviser for, hvordan zeolitter vokser
- Skaber grønt protein fra luften
- Astronomer fastslår, at Mars kan stå over for flere potentielt farlige asteroider end Jorden
- Humanoid Atlas får lidt luft og jogger, springer over log