kozmos.hr
Znanost

Otkriveni najstariji dokazi Zemljine tektonike

objavljeno

Najstariji geokemijski dokazi postojanja i djelovanja Zemljinih tektonskih ploča pronađeni u kristalu starom 3.8 milijardi godina.

Otkriće iz Južne Afrike

Nova studija – objavljena u časopisu AGU Advances – tvrdi da pregršt drevnih kristala cirkona pronađenih u Južnoj Africi sadrži najstarije dokaze subdukcije, ključnog elementa tektonike ploča.

Ove rijetke ‘vremenske kapsule’ iz vremena Zemljine mladosti upućuju na to da je Zemlja prije otprilike 3.8 milijardi godina počela ‘pucati’. Točnije, u tom periodu dolazi do prijelaza s dugovječne i stabilne stjenovite površine na aktivne procese koji do danas oblikuju naš planet. Istraživanje tako pruža nove informacije i dokaze u (znanstveno) užarenoj raspravi o tome kada je i kako započela tektonika našeg planeta.

'The Green Sandstone Bed' (sloj zelenog pješčenjaka, vidljiv dolje lijevo), u dolini Stromatolite smještenoj u u drevnom pojasu 'Barberton Greenstone Belt' u Južnoj Africi. Ovo je mjesto na kojem su pronađeni sićušni kristali stari 3.8 milijardi godina koji su nastali u uvjetima koji nalikuju modernoj subdukciji (©Nadja Drabon).
‘The Green Sandstone Bed’ (sloj zelenog pješčenjaka, vidljiv dolje lijevo), u dolini Stromatolite smještenoj u u drevnom pojasu ‘Barberton Greenstone Belt’ u Južnoj Africi. Ovo je mjesto na kojem su pronađeni sićušni kristali stari 3.8 milijardi godina koji su nastali u uvjetima koji nalikuju modernoj subdukciji (©Nadja Drabon).

Zemljina kora

Zemljina kora i gornji sloj plašta neposredno ispod nje razbijeni su u krute ploče koje se polako kreću na vrhu viskoznih, ali pokretnih nižih slojeva plašta. Toplina iz Zemljine jezgre pokreće ovo sporo, ali neumoljivo kretanje, odgovorno za vulkane, potrese i podizanje planinskih lanaca.

Ilustrativni prikaz subdukcije – tanja oceanska ploča tone ispod kontinentalne ploče, gdje se u Zemljinoj unutrašnjosti topi i 'reciklira'. Nova studija donosi dokaze koji potvrđuju postojanje subdukcije prije otprilike 3.8/3.6 milijardi godina (©Nikolas Midttun, CC-BY).
Ilustrativni prikaz subdukcije – tanja oceanska ploča tone ispod kontinentalne ploče, gdje se u Zemljinoj unutrašnjosti topi i ‘reciklira’. Nova studija donosi dokaze koji potvrđuju postojanje subdukcije prije otprilike 3.8/3.6 milijardi godina (©Nikolas Midttun, CC-BY).

Procjene za vrijeme kada je ovaj proces krenuo i kada je nastala moderna kora kreću se u cijelom spektru od više milijardi godina – prema najranijih procjenama prije više od 4 milijarde godina (dakle, relativno brzo nakon stvaranja našeg planeta), pa sve do prije samo 800 milijuna godina (tj. u već odmakloj fazi Zemljina života).

Datacije značajno variraju jer su geološki zapisi iz mladosti Zemlje rijetki, upravo zbog učinka površinskog recikliranja same tektonike ploča! Tako nam od eona Hadean – koji je trajao prvih 500 milijuna godina našeg planeta – nije ostalo gotovo nikakvih tragova.

Male ‘vremenske kapsule’

Zbog svega navedenog otkriće koje je tim postigao 2018. godine predstavlja važan korak prema rješavanju misterija Zemljine tektonike. Naime, te su godine istraživači iskopali kronološki niz od 33 mikroskopska kristala cirkona iz rijetkog, drevnog bloka kore u pojasu Barberton Greenstone u Južnoj Africi, koji je nastao u različito vrijeme tijekom perioda prije između 4.15 i 3.3 milijarde godina.

Izotopi hafnija i elementi u tragovima sačuvani u cirkonima otkrivenim u ovom pojasu ispričali su znanstvenicima ‘priču’ o uvjetima na Zemlji u vrijeme kada su kristalizirali. Činilo se da su cirkoni stari 3.8 milijardi godina, a mlađi primjerci unutar ovog raspona nastali su u stijenama koje su doživljavale pritiske i topljenje slično modernim zonama subdukcije. Ovo, dakako, sugerira da se kora tada možda počela pomicati.

Važnost otkrića

„U ovom periodu prije 3.8 milijardi godina dolazi do dramatičnog pomaka gdje je kora destabilizirana, formiraju se nove stijene i vidimo kako geokemijski potpisi postaju sve sličniji onome što vidimo u modernoj tektonici ploča,“ objasnila je Nadja Drabon, glavna autorica studije.

Ovo otkriće nije jedino koje sugerira takvo tumačenje. Naime, nova studija otkrila je sličan tranzit – koji također nalikuju modernoj subdukciji – u cirkonima s drugih lokacija diljem svijeta, koji datiraju unutar oko 200 milijuna godina od južnoafričkih cirkona (dakle, prije oko 3.8 do 3.6 milijardi godina).

Svi ovi dokazi upućuju na to da u periodu prije oko 3.8 i 3.6 milijardi godina na Zemlji dolazi do značajnih promjena, a evolucija prema tektonici ploča jedna je jasna mogućnost.

Aktivni tektonski sustav na Mjesecu

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

AGU Press (21. travnja 2022.), „Earliest Geochemical Evidence of Plate Tectonics Found in 3.8-Billion-Year-Old Crystal,“ news.agu.org (pristup 8. svibnja 2022).

Nadja Drabon et al., „Destabilization of Long-Lived Hadean Protocrust and the Onset of Pervasive Hydrous Melting at 3.8 Ga,“ AGU Advances (2022).

Pratite Kozmos na Google Vijestima.