Mærkelige klippeformationer under Stillehavet kan ændre vores forståelse af den tidlige Jord

Vores verden kan virke skrøbelig, men Jorden har eksisteret i meget lang tid. Hvis vi vovede os langt tilbage i fortiden, ville vi så nå et tidspunkt, hvor det så fundamentalt anderledes ud?

Svaret ligger i nogle af de tidligste omfattende levn fra Jordens overflade, fundet i et fjerntliggende hjørne af det sydlige Afrikas højveld - en region kendt af geologer som Barberton Greenstone Belt.

De geologiske formationer i denne region har vist sig svære at tyde på trods af mange forsøg. Men vores nye forskning har vist, at nøglen til at knække denne kode ligger i geologisk unge klipper, der er lagt ned på havbunden i Stillehavet ud for New Zealands kyst.

Dette har åbnet et nyt perspektiv på, hvordan vores planet så ud, da den stadig var ung.

Vores arbejde begyndte med et nyt, detaljeret geologisk kort (af Cornel de Ronde) over en del af Barberton Greenstone-bæltet. Dette har afsløret et fragment af den gamle dybe havbund, skabt for omkring 3,3 milliarder år siden.

Der var dog noget meget mærkeligt ved denne havbund, og det har taget vores undersøgelse af klipper nedlagt i New Zealand, i den anden ende af Jordens lange historie, at give mening ud af det.

Vi hævder, at den udbredte opfattelse af den tidlige Jord som et varmere sted, fri for jordskælv og med en overflade så svag, at den ikke var i stand til at danne stive plader, er forkert.

I stedet blev den unge Jord konstant rystet af store jordskælv, udløst da en tektonisk plade gled ned under en anden i en subduktionszone som en del af pladetektonikken – ligesom New Zealand i dag.

Samlede sten

Geologer har længe haft svært ved at fortolke de gamle klipper i Barberton Greenstone Belt.

Lag, der er dannet på land eller i lavt vand - for eksempel smukke krystaller af baryt, der var krystalliseret som fordampninger, eller rester af boblende mudderpøler - findes siddende på toppen af ​​klipper, der har samlet sig på den dybe havbund. Blokke af vulkansk sten, chert, sandsten og konglomerat ligger topsyet og rodet sammen.

Vi indså, at dette kort lignede bemærkelsesværdigt et geologisk kort (af Simon Lamb) lavet af eftervirkningerne af meget nyere undersøiske jordskred. Disse blev udløst af store jordskælv langs New Zealands største forkastning, megathrusten i Hikurangi subduktionszonen.

Grundfjeldet er lavet af et virvar af sedimentære klipper, som oprindeligt blev lagt på havbunden ud for New Zealands kyst for omkring 20 millioner år siden. Denne region lå på kanten af ​​den dybe havgrav, hvor Stillehavets tektoniske plade glider ned i en subduktionszone, der udløser hyppige store jordskælv.

Klipperne i New Zealand er nøglen til at læse den geologiske rekord i Barberton Greenstone Belt.

Det, man engang troede var uoversætteligt, viser sig at være en rest af et gigantisk jordskred indeholdende sedimenter aflejret både på land eller på meget lavt vand, blandet med dem, der ophobes på den dybe havbund.

Betydningen af ​​dette ligger i det faktum, at New Zealands geologiske rekord er unikt skabt af de dybe virkninger af store jordskælv i en subduktionszone. Dette sker stadig i dag, senest i november 2016, hvor Kaikoura-jordskælvet med en styrke på 7,8 udløste store undersøiske jordskred og affaldsskred, der flød ned på dybt vand.

Vi fandt den ældste registrering af disse jordskælv, skjult i højlandet i det sydlige Afrika.

Nøglen til andre mysterier

Vores arbejde har muligvis også låst op for andre mysterier, fordi subduktionszoner også er forbundet med eksplosive vulkanudbrud.

I januar 2022 brød Tongas Hunga Tonga-Hunga Ha'apai vulkan ud med energien fra en 60 megaton atombombe og sendte en enorm sky af aske ud i rummet. I løbet af de næste 11 timer blinkede mere end 200.000 lyn gennem denne sky.

I den samme vulkanske region er undervandsvulkaner i udbrud af en ekstremt sjælden lavatype kaldet boninit. Dette er det nærmeste moderne eksempel på en lava, der var almindelig i den tidlige Jord.

De enorme mængder vulkansk aske fundet i Barberton Greenstone-bæltet kan være en gammel optegnelse over lignende vulkansk vold. Måske har de tilhørende lynnedslag skabt digelen for livet, hvor de grundlæggende organiske molekyler blev smedet.

Gemt dybt i det sydvestlige Stillehav er ekkoer af vores planet ikke længe efter, at den blev skabt. De giver uventede ledetråde om oprindelsen af ​​den verden, vi kender i dag, og muligvis selve livet. Nøglen til dette viser sig at være subduktion af tektoniske plader.

Flere oplysninger: Simon Lamb et al., Storskala undersøiske jordskred i Barberton Greenstone-bæltet, det sydlige Afrika – beviser for subduktion og store jordskælv i Paleoarchean, Geologi (2024). DOI:10.1130/G51997.1

Journaloplysninger: Geologi

Leveret af The Conversation

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