Większość ludzi wie, że masy lądowe, na których wszyscy żyjemy, stanowią zaledwie 30% powierzchni Ziemi, a resztę pokrywają oceany.
Pojawienie się kontynentów było kluczowym momentem w historii życia na Ziemi, nie tylko dlatego, że jest to skromna siedziba większości ludzi. Ale nadal nie jest jasne, kiedy dokładnie te masy lądowe pojawiły się na Ziemi po raz pierwszy i jakie procesy tektoniczne je stworzyły.
nasze badania, opublikowany w Materiały Narodowej Akademii Nauk, wiek skał szacowany jest na podstawie najstarszych części kontynentalnych (zwanych kratonem) w Indiach, Australii i Afryce Południowej. Piaski, które utworzyły te skały, tworzyły kiedyś jedne z pierwszych plaż na świecie.
Dochodzimy do wniosku, że pierwsze duże kontynenty wznosiły się nad poziom morza około 3 miliardy lat temu – znacznie wcześniej niż 2,5 miliarda lat szacowane przez poprzednie badania.
Plaża mająca 3 miliardy lat
Kiedy kontynenty wznoszą się nad oceanami, zaczynają ulegać erozji. Wiatr i deszcz rozbijają skały na ziarna piasku, które są niesione w dół rzeki i gromadzą się wzdłuż wybrzeża, tworząc plaże.
Te procesy, które możemy dziś zaobserwować w akcji podczas wycieczki na plażę, działają od miliardów lat. Skanując zapisy skalne w poszukiwaniu śladów osadów pradawnych plaż, geolodzy mogą badać epizody formowania kontynentów, które miały miejsce w odległej przeszłości.
Po lewej: formacje piaskowcowe (z linijką pomiarową); Po prawej: mikrofotografie ziaren cyrkonu. Źródło: podał autor
Kraton Singbhum, starożytny kawałek skorupy kontynentalnej, który tworzy wschodnie części subkontynentu indyjskiego, zawiera kilka starożytnych formacji piaskowcowych. Warstwy te zostały pierwotnie uformowane z piasku osadzanego na plażach, ujściach rzek i rzek, który został następnie zakopany i skompresowany w skały.
Określiliśmy wiek tych osadów, badając mikroskopijne ziarna minerału zwanego cyrkonem, który jest zachowany w tych piaskowcach. Metal ten zawiera śladowe ilości uranu, który w wyniku rozpadu radioaktywnego bardzo powoli zamienia się w ołów. To pozwala nam oszacować wiek tych ziaren cyrkonu za pomocą techniki zwanej Historia z kulami uranowymi, który dobrze nadaje się do datowania bardzo starych skał.
Ziarna cyrkonu ujawniają, że piaskowce Singbhum powstały około 3 miliardów lat temu, co czyni je jednymi z najstarszych złóż plażowych na świecie. Wskazuje to również na pojawienie się lądu kontynentalnego na terenie dzisiejszych Indii co najmniej 3 miliardy lat temu.
Co ciekawe, skały osadowe mniej więcej tego wieku występują również w najstarszych kratonach Australii (Pilbara Welgarn Craton) i RPA (Kapval Craton), co wskazuje na pojawienie się w tym czasie wielu lądów kontynentalnych na całym świecie.
Wstań ponad to
Jak skaliste kontynenty wzniosły się nad oceanami? Unikalną cechą kontynentów jest ich gruba i prężna skorupa, która pozwala im unosić się na powierzchni płaszcza Ziemi, jak korek w wodzie. Podobnie jak góry lodowe, górna część kontynentów z grubszą skorupą (zwykle ponad 45 km) wystaje ponad wodę, podczas gdy masy kontynentalne ze skorupą cieńszą niż około 40 km pozostają zanurzone.
Więc jeśli tajemnica powstania kontynentów tkwi w ich grubości, musimy przede wszystkim zrozumieć, jak i dlaczego zaczęły się gęstnieć.
Granit to jedna z najmniej gęstych i najbardziej unoszących się na powierzchni skał (ołówek stopniowany). Źródło: podał autor
Większość starożytnych kontynentów, w tym Kraton Singhbhum, zbudowana jest z granitu, który powstał w wyniku stopienia wcześniej istniejących skał u podstawy skorupy. W naszych badaniach odkryliśmy, że granity w kratonie Singhbhum powstały na coraz większych głębokościach około 3,5 miliarda do 3 miliardów lat temu, co oznacza, że w tym oknie czasowym skorupa stała się grubsza.
Ponieważ granit jest jednym z mniej gęstych rodzajów skał, starożytna skorupa Kratonu Singbhum stawała się coraz bardziej wyporna wraz ze wzrostem grubości. Obliczamy, że około 3 miliardy lat temu kontynentalna skorupa Kratonu Singhbhum urosła do długości około 50 kilometrów, dzięki czemu zyskała na tyle wyporność, że zaczęła wznosić się nad poziom morza.
Pojawienie się kontynentów miało głęboki wpływ na klimat, atmosferę i oceany wczesnej Ziemi. Erozja tych kontynentów dostarczyłaby chemicznych składników odżywczych dla środowisk przybrzeżnych, w których kwitło wczesne życie fotosyntetyczne, co spowodowało Wzrost produkcji tlenu I wreszcie pomaga tworzyć atmosfera bogata w tlen w którym rozwijamy się dzisiaj.
Erozja wczesnych kontynentów pomogłaby również w sekwestracji dwutlenku węgla z atmosfery, prowadząc do globalnego ochłodzenia wczesnej Ziemi. W rzeczywistości występują również najstarsze osady lodowcowe Pojawia się w zapisie geologicznym Około 3 miliardy lat temu, krótko po tym, jak z oceanów wyłoniły się pierwsze kontynenty.
scenariusz:
- Priyadarshi Choudhary — staż podoktorski, Uniwersytet Monash
- Jack Mulder — pracownik naukowy, Uniwersytet Queensland
- Oliver Nebel – profesor nadzwyczajny, Uniwersytet Monash
- Peter Cawood – profesor i laureat nagrody ARC, Uniwersytet Monash
Pierwotnie opublikowany w Rozmowa.
„Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia.”
