Maa on ainus meile teadaolev planeet koos mandritega, hiiglaslikud maad, mis pakuvad eluasemeid inimkonnale ja enamikule Maa biomass.
Siiski pole meil endiselt kindlaid vastuseid mõnele põhiküsimusele kontinentide kohta: kuidas need tekkisid ja miks nad tekkisid seal, kus nad tekkisid?
Üks teooria on see, et need tekkisid hiiglaslike meteoriitide poolt, mis põrkasid ammu vastu maakoort. See idee on välja pakutud mitu korda, kuid siiani on selle toetuseks olnud vähe tõendeid.
In uus uurimus, mis avaldati ajakirjas Nature, uurisime Lääne-Austraaliast pärit iidseid mineraale ja leidsime ahvatlevaid vihjeid, mis viitavad sellele, et hiiglasliku mõju hüpotees võib olla õige.
Kuidas teha mandrit?
Mandrid moodustavad osa litosfäärist, Maa jäigast kivisest väliskestast, mis koosneb ookeanipõhjadest ja mandritest, mille ülemine kiht on maakoor.
Ookeanide alune maakoor on õhuke ja valmistatud tumedast, tihedast basaltkivimist, mis sisaldab vaid veidi ränidioksiidi. Seevastu mandri maakoor on paks ja koosneb enamasti graniidist, vähem tihedast, kahvatuvärvilisest ränidioksiidirikkast kivist, mis paneb mandrid "hõljuma".
Litosfääri all on paks, aeglaselt voolav peaaegu sulanud kivimite mass, mis asub vahevöö tipu lähedal, maakoore ja tuuma vahel asuva Maa kihi lähedal.
Kui osa litosfäärist eemaldatakse, sulab selle all olev vahevöö ülevalt tuleva rõhu vabanemisel. Ja hiiglaslike meteoriitide kokkupõrked -kivid kosmosest kümnete või sadade kilomeetrite läbimõõduga – on väga tõhus viis täpselt seda teha!
Millised on hiiglasliku mõju tagajärjed?
Hiiglaslikud löögid paiskavad peaaegu silmapilkselt välja tohutud materjalimahud. Pinnalähedased kivimid sulavad kokkupõrkekoha ümbruses sadu kilomeetreid või kauemgi. Kokkupõrge vabastab ka rõhu all olevale vahevööle, pannes selle sulama ja tekitama paksu basaltse kooriku "laikitaolise" massi.
Seda massi nimetatakse ookeaniliseks platool, mis sarnaneb tänapäeva Hawaii või Islandi all olevale platoole. Protsess sarnaneb veidi sellega, mis juhtub siis, kui teile golfipall või kivike kõvasti vastu pead lüüa – tekkiv muhk või "muna" on nagu ookeani platoo.
Meie uuringud näitavad, et need ookeanilised platood võisid areneda mandrite moodustamiseks protsessi kaudu, mida nimetatakse maakoore diferentseerumiseks. Kokkupõrke tagajärjel tekkinud paks ookeaniline platoo võib oma põhjas piisavalt kuumaks minna, et ka see sulab, tekitades graniitset kivimit, mis moodustab ujuva mandrilise maakoore.
Kas ookeaniliste platoode tegemiseks on muid viise?
Ookeanilised platood võivad tekkida ka teisiti. Paks koorik Hawaii ja Islandi all ei tekkinud mitte hiiglaslike löökide, vaid "mantli ploomid”, kuuma materjali vood, mis tõusevad Maa metallilise südamiku servast üles, veidi nagu laavalampis. Kui see tõusev voog jõuab litosfääri, käivitab see massilise vahevöö sulamise, moodustades ookeanilise platoo.
Nii et kas ploomid võisid luua mandrid? Tuginedes meie uuringutele ja erinevate hapnikuisotoopide tasakaalule mineraalse tsirkooniumi väikestes terades, mida tavaliselt leidub väikestes kogustes mandrilise maakoore kivimites, me nii ei arva.
Tsirkoon on vanim teadaolev maakoorematerjalja see võib säilida tervena miljardeid aastaid. Samuti saame selles sisalduva radioaktiivse uraani lagunemise põhjal üsna täpselt kindlaks teha, millal see tekkis.
Veelgi enam, saame teada, millises keskkonnas tsirkoon tekkis, mõõtes selle suhtelist osakaalu hapniku isotoobid see sisaldab.
Vaatasime maailma ühest vanimast säilinud mandrilise maakoore tükist, Lääne-Austraalias asuvast Pilbara kraatoni tsirkooni teradest, mis hakkasid moodustuma rohkem kui kolm miljardit aastat tagasi. Paljud vanimad tsirkooni terad sisaldasid rohkem kergeid hapniku isotoope, mis viitavad madalale sulamisele, kuid nooremad terad sisaldavad isotoopide vahevöötaolist tasakaalu, mis viitab palju sügavamale sulamisele.
See hapniku isotoopide "ülalt alla" muster on see, mida võite oodata pärast hiiglasliku meteoriidi kokkupõrget. Seevastu vahevöötiste puhul on sulamine "alt-üles" protsess.
Kõlab mõistlikult, kuid kas on muid tõendeid?
Jah seal on! Pilbara kraatoni tsirkoonid näivad olevat moodustunud käputäie erinevate perioodide jooksul, mitte aja jooksul pidevalt.
Muud isotoopselt kerge tsirkooniga terad, välja arvatud kõige varasemad terad, on sama vanad kui sfäärilised kihid Pilbara Cratonis ja mujal.
Kerakihid on materjalipiiskade ladestused, mis on meteoriidi kokkupõrgete tagajärjel "väljapritsitud". Asjaolu, et tsirkoonid on ühevanused, viitab sellele, et need võisid tekkida samade sündmuste tagajärjel.
Lisaks võib isotoopide "ülalt-alla" mustrit ära tunda teistes iidse mandri maakoore piirkondades, näiteks Kanadas ja Gröönimaal. Mujalt pärit andmeid ei ole aga veel hoolikalt filtreeritud, nagu Pilbara andmeid, nii et selle mustri kinnitamine nõuab rohkem tööd.
Meie uurimistöö järgmine samm on nende iidsete kivimite uuesti analüüsimine mujalt, et kinnitada seda, mida me kahtlustame - et mandrid kasvasid hiiglaslike meteoriitide kokkupõrgete kohtades. Buum.
See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.
