kozmos.hr
Znanost

Istraživanje dokazalo da su prvi Zemljini kontinenti ‘izronili’ prije više od 3 milijarde godina

objavljeno

Nedavno istraživanje pomaknulo je starost prvih Zemljinih kontinenata za više od 500 milijuna godina unazad, a ključan dokaz u istraživanju bio je – pijesak.

„Rađanje“ zemlje

Većina ljudi zna da kopnene mase na kojima svi živimo predstavljaju samo 29% Zemljine površine, a ostatak je prekriven vodom. Pojava kontinenata bila je ključni trenutak u povijesti života na Zemlji – i to ne samo zato što su oni skromno prebivalište većine ljudi. Još uvijek nije jasno kada su se ove kontinentalne kopnene mase prvi put pojavile na Zemlji i koji su ih tektonski procesi izgradili.

Nedavno istraživanje, objavljeno u Proceedings of the National Academy of Sciences, procjenjuje starost stijena iz najstarijih kontinentalnih fragmenata (zvanih kratoni) u Indiji, Australiji i Južnoj Africi. Pijesak koji je stvorio ove stijene formirao je neke od prvih plaža na svijetu. Zaključak istraživanja jest da su se prvi veliki kontinenti probijali iznad razine mora prije oko 3 milijarde godina – mnogo ranije od 2.5 milijardi godina koliko je procijenjeno prethodnim istraživanjima.

Tri milijardi godina stare plaže

Kad se kontinenti uzdignu iznad oceana, počinju erodirati. Vjetar i kiša razbijaju stijene u zrnca pijeska, koja se rijekama prenose nizvodno i nakupljaju duž obala stvarajući plaže. Ti procesi, koje danas možemo promatrati na djelu tijekom izleta na plažu, djeluju već milijardama godina. Pretragom stijena u potrazi za znakovima drevnih naslaga na plaži geolozi mogu proučavati epizode formiranja kontinenata koje su se dogodile u dalekoj prošlosti.

Kraton Singhbhum, drevni komad kontinentalne kore koji čini istočne dijelove indijskog potkontinenta, sadrži nekoliko formacija drevnog pješčenjaka. Ovi slojevi su izvorno nastali od pijeska nataloženog na plažama, estuarijima i rijekama, koji je potom zatrpan i sabijen u stijenu.

Tim znanstvenika odredio je starost ovih naslaga proučavanjem mikroskopskih zrna minerala zvanog cirkon, koji se čuva unutar tih pješčenjaka. Ovaj mineral sadrži male količine urana, koji se radioaktivnim raspadom vrlo sporo pretvara u olovo. To nam omogućuje da procijenimo starost ovih zrnaca cirkona, koristeći tehniku ​​zvanu datiranje urana i olova, koja je vrlo prikladna za datiranje vrlo starih stijena.

 

Graniti su neke od najmanje gustoće i najplavih vrsta stijena (olovka uključena za mjerilo) (© Miriam Frankel)

Zrna cirkona otkrivaju da je pješčenjak Singhbhum nataložen prije oko 3 milijarde godina, što ih čini jednim od najstarijih plažnih naslaga na svijetu. To također sugerira da se kontinentalna kopnena masa pojavila na području današnje Indije prije najmanje 3 milijarde godina.

Zanimljivo je da su sedimentne stijene otprilike ove starosti također prisutne u najstarijim kratonima Australije (kratoni Pilbara i Yilgarn) i Južne Afrike (kraton Kaapvaal), što sugerira da su se u to vrijeme širom svijeta mogle pojaviti brojne kontinentalne kopnene mase.

Uzdizanje

Kako su se stjenoviti kontinenti uspjeli izdići iznad oceana? Jedinstvena značajka kontinenata je njihova debela, plutajuća kora, koja im omogućuje da lebde na vrhu Zemljinog plašta, baš poput čepa u vodi. Poput santi leda, vrh kontinenata s debelom korom (obično debljine više od 45 km) strši iznad vode, dok kontinentalni blokovi s korom tanjom od oko 40 km ostaju potopljeni.

Dakle, ako je tajna uspona kontinenata zbog njihove debljine, moramo razumjeti kako i zašto su uopće počeli rasti. Većina drevnih kontinenata, uključujući kraton Singhbhum, izrađeni su od granita, koji su nastali topljenjem već postojećih stijena u podnožju kore. Tim je u istraživanju otkrio da su graniti u kratonu Singhbhum nastali na sve većim dubinama prije otprilike 3,5 milijarde i 3 milijarde godina, što implicira da je kora postajala sve deblja tijekom tog vremenskog perioda.

Graniti su neke od najmanje gustih vrsta stijena (olovka uključena za mjerilo) (© Miriam Frankel)

Graniti su neke od najmanje gustoće i najplavih vrsta stijena (olovka uključena za mjerilo) (© Miriam Frankel)

Budući da su graniti jedna od najmanje gustih vrsta stijena, drevna kora kratona Singhbhum postajala bi progresivno plovnija kako je postajala sve deblja. Računamo da je prije otprilike 3 milijarde godina kontinentalna kora kratona Singhbhum narasla na oko 50 km debljine, što ju je učinilo dovoljno plovnom da se počne dizati iznad razine mora.

Utjecaj na rani život

Uspon kontinenata imao je dubok utjecaj na klimu, atmosferu i oceane rane Zemlje, a erozija ovih kontinenata donijela je kemijske hranjive tvari obalnim okolišima u kojima je cvjetao rani fotosintetski život, što je dovelo do buma u proizvodnji kisika i u konačnici pomoglo stvaranju atmosfere bogate kisikom u kojoj danas uspijevamo.

Erozija ranih kontinenata također je pomogla u izdvajanju ugljičnog dioksida iz atmosfere, što je dovelo do globalnog hlađenja rane Zemlje. Doista, najranije glacijalne naslage također se pojavljuju u geološkim zapisima prije oko 3 milijarde godina, ubrzo nakon što su prvi kontinenti izašli iz oceana.

Potonuli kontinent Zelandija dva puta je starija nego što se prvotno mislilo

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Miriam Frankel (8. studenoga 2021.), Land ahoy: study shows the first continents bobbed to the surface more than 3 billion years ago, theconversation.com (pristup 18. studenoga 2021.)

Ja sam Filip Šimunjak, student sam završne godine studija ranonovovjekovnog povijesti na Filozofskom fakultetu u Zagrebu. U slobodno vrijeme volim čitati i pisati. Svemir, astronomija i astrofizika fasciniraju me od mladosti.