En ny milliard-årig historie om jordens indre afslører kolossale 'klatter', der smelter sammen og bryder fra hinanden som kontinenter

Dybt i Jorden under os ligger to klatter på størrelse med kontinenter. Den ene er under Afrika, den anden under Stillehavet.

Klapperne har deres rødder 2,900 kilometer under overfladen, næsten halvvejs til Jordens centrum. De menes at være fødestedet for stigende søjler af varm sten kaldet "dybe kappefaner”, der når jordens overflade.

Når disse faner først når overfladen, opstår der gigantiske vulkanudbrud - den slags, der bidrog til dinosaurernes udryddelse for 65.5 millioner år siden. Klapperne kan også kontrollere udbruddet af en slags sten kaldet kimberlit, som bringer diamanter fra dybder 120-150 kilometer (og i nogle tilfælde op til omkring 800 kilometer) til jordens overflade.

Forskere har vidst, at klatterne eksisterede i lang tid, men hvordan de har opført sig gennem Jordens historie har været et åbent spørgsmål. I ny forskning modellerede vi en milliard års geologisk historie og opdagede klatterne samler sig og brækker fra hinanden meget som kontinenter og superkontinenter.

En model for Earth Blob Evolution

Klapperne er i kappen, det tykke lag af varm sten mellem jordskorpen og dens kerne. Kappen er solid, men flyder langsomt over lange tidsskalaer. Vi ved, at klatterne er der, fordi de bremser bølger forårsaget af jordskælv, hvilket tyder på, at klatterne er varmere end deres omgivelser.

Forskere er generelt enige om, at klatterne er forbundet med bevægelsen af ​​tektoniske plader på Jordens overflade. Men hvordan klatterne har ændret sig i løbet af Jordens historie har undret dem.

En tankegang antyder, at de nuværende klatter har fungeret som ankre, låst på plads i hundreder af millioner af år, mens andre sten bevæger sig omkring dem. Vi ved dog, at tektoniske plader og kappefaner bevæger sig over tid, og forskning tyder på formen på klatterne ændrer sig.

Vores nye forskning viser, at Jordens klatter har ændret form og placering langt mere end tidligere antaget. Faktisk har de gennem historien samlet sig og brudt op på samme måde, som kontinenter og superkontinenter har gjort på Jordens overflade.

Vi brugte Australiens National beregningsinfrastruktur at køre avancerede computersimuleringer af, hvordan Jordens kappe har flydt over en milliard år.

Disse modeller er baseret på rekonstruere bevægelserne af tektoniske plader. Når plader skubber ind i hinanden, skubbes havbunden ned mellem dem i en proces kendt som subduktion. Den kolde sten fra havbunden synker dybere og dybere ned i kappen, og når den når en dybde på omkring 2,000 kilometer, skubber den de varme klatter til side.

Vi fandt ud af, at ligesom kontinenter, kan klatterne samles - og danne "superblobs" som i den nuværende konfiguration - og brydes op over tid.

Et centralt aspekt af vores modeller er, at selvom klatterne ændrer position og form over tid, passer de stadig til mønstret af vulkan- og kimberlitudbrud, der er registreret på Jordens overflade. Dette mønster var tidligere et nøgleargument for klatterne som ubevægelige "ankre".

Påfaldende nok afslører vores modeller den afrikanske klat samlet så sent som for 60 millioner år siden - i skarp kontrast til tidligere forslag, at klatten kunne have eksisteret i nogenlunde sin nuværende form næsten ti gange så lang tid.

Resterende spørgsmål om klatterne

Hvordan opstod klatterne? Hvad er de helt præcist lavet af? Vi ved det stadig ikke.

Klapperne kan være tættere end den omgivende kappe, og som sådan kan de bestå af materiale adskilt fra resten af ​​kappen tidligt i jordens historie. Dette kunne forklare, hvorfor Jordens mineralsammensætning er anderledes end den, der forventes fra modeller baseret på sammensætningen af ​​meteoritter.

Alternativt kan tætheden af ​​klatterne forklares ved ophobning af tæt oceanisk materiale fra stenplader, der er skubbet ned af tektonisk pladebevægelse.

Uanset hvad viser vores arbejde, at synkende plader er mere tilbøjelige til at transportere fragmenter af kontinenter til den afrikanske klat end til Stillehavsklatten. Interessant nok er dette resultat i overensstemmelse med nyligt arbejde, der tyder på, at kilden til kappefaner, der stiger fra den afrikanske klat, indeholder kontinentalt materiale, hvorimod faner, der stiger fra Stillehavsklatten, ikke gør det.

Sporing af klatter for at finde mineraler og diamanter

Mens vores arbejde adresserer grundlæggende spørgsmål om vores planets udvikling, har det også praktiske anvendelser.

Vores modeller giver en ramme for mere præcist at målrette placeringen af ​​mineraler, der er forbundet med kappeopwelling. Dette inkluderer diamanter bragt op til overfladen af ​​kimberlitter, der ser ud til at være forbundet med klatterne.

Magmatiske sulfidaflejringer, som er verdens primære reserve af nikkel, er også forbundet med kappefaner. Ved at hjælpe med at målrette mineraler som nikkel (en væsentlig ingrediens i lithium-ion-batterier og andre vedvarende energiteknologier) kan vores modeller bidrage til overgangen til en lavemissionsøkonomi.

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

Billedkredit: Jordens indre for 80 millioner år siden med varme strukturer i gul til rød (mørkere er lavere) og kolde strukturer i blå (mørkere er dybere). Ömer Bodur/Naturen

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/04/21/volcanoes-diamonds-and-blobs-a-billion-year-history-of-earths-interior-shows-its-more-mobile-than-we- tanke/