Skorupa Ziemi gwałtownie się zmieniła. Odkrycie potwierdza piasek z Grenlandii

Nowe badania opublikowane w Nature Communications potwierdzają, że ok. 3 mld lat temu skorupa ziemska rozdęła się w czasie gwałtownego wzrostu. Geologowie odkryli, że 1,5 mld lat po uformowaniu się Ziemi, płaszcz (warstwa skał krzemianowych między skorupą a zewnętrznym rdzeniem) rozgrzał się, powodując, że magma z tej warstwy wyciekała na fragmenty starszej skorupy. Te fragmenty posłużyły za "nasiona", z których wyrosły współczesne kontynenty.

Dowody na potwierdzenie swojej teorii naukowcy znaleźli w starożytnych kryształach cyrkonu znalezionych na Grenlandii. Te niezwykle trwałe kryształy powstały właśnie w czasie gwałtownego wzrostu skorupy ziemskiej 3 mld lat temu.

- W całej historii Ziemi było sporo wydarzeń mających wpływ na kształt skorupy - powiedział w rozmowie z Live Science główny badacz Chris Kirkland, profesor nauk o Ziemi na Curtin University w Australii. - Jednak to, które miało miejsce 3 mld lat temu, było zdecydowanie największym z nich”.

Przed tym wydarzeniem, skorupa ziemska była znacznie cieńsza i słabsza niż obecnie. Naukowcy podają, że to doprowadziło do jej rozpadu i umożliwiło ukształtowanie się kontynentów. "Skorupa Ziemi jest jak pływająca tratwa na płaszczu planety", wyjaśnia Kirkland i dodaje, że cały czas otrzymuje z wnętrza Ziemi kolejne partie materiału, dzięki czemu przez lata stawała się coraz twardsza i grubsza.

Gwałtowny rozrost skorupy Ziemi trwał około 200 mln lat, a pod jego koniec zaczęły kształtować się pierwsze kontynenty. To umożliwiło rozwój złożonego życia na lądzie, co miało miejsce ok. 400 mln lat temu.

Dowodem na to, że w pewnym momencie nastąpił gwałtowny rozrost skorupy ziemskiej, znaleziono w kryształach cyrkonu o wielkości poniżej 100 mikronów (mniej niż szerokość ludzkiego włosa), które zostały zerodowane ze skał i nagromadzone w osadach strumieni w zachodniej Grenlandii.

- Cyrkon jest bardzo wytrzymałym materiałem i zatrzymuje w sobie informacje o swoim pochodzeniu, dlatego jest świetnym narzędziem do badań geologicznych - powiedział Kirkland. Podobnie jak drzewa, kryształy mają pierścienie wzrostu. Aby przyjrzeć się im, zespół badaczy wysadził kryształy wiązką jonów w celu oddzielenia segmentów pierścienia do indywidualnej analizy.

Datując izotopy - wersje pierwiastków z różną liczbą neutronów w każdym atomie - w każdym "pierścieniu" odkryli, że kryształy "składały się" z fragmentów skorupy datowanej pomiędzy 4 a 3 mld lat. Potwierdziło to ich hipotezę, że starsze fragmenty skorupy działały jako nasiona i umożliwiają formowanie się nowszej skorupy.

- To niewiarygodne, że z tych pojedynczych ziaren można poskładać starożytną historię naszej planety - podsumował Kirkland. Inne badania przeprowadzone przez różnych naukowców w Australii, RPA i Szkocji w miejscach, w których można znaleźć odsłonięte starożytne skały, przyniosły podobne wyniki, co dowodzi globalnej skali zjawiska.

Jednak zrozumienie sposobu formowania się skorupy ziemskiej ma również bardziej praktyczny cel. Naukowcy zwrócili uwagę, że dzięki temu i podobnym odkryciom są w stanie zlokalizować nowe źródła metali do celów wydobywczych.

Przyznał jednak, że dostęp do tych nowych zasobów byłby trudniejszy, a ich wydobycie byłoby ogromnym wyzwaniem logistycznym. Zamiast tego uważa, że prawdziwa wartość odkrycia jego zespołu ma charakter akademicki.

Badanie zostało opublikowane 12 stycznia 2021 roku w czasopiśmie Nature Communications.