Maa on ainoa planeetta, jonka tiedämme ja jonka mantereet ovat, jättimäiset maa-alueet, jotka tarjoavat koteja ihmiskunnalle ja suurimmalle osalle Maan biomassa.
Meillä ei kuitenkaan vielä ole varmoja vastauksia joihinkin maanosia koskeviin peruskysymyksiin: miten ne syntyivät ja miksi ne syntyivät sinne, missä ne muodostuivat?
Yksi teoria on, että ne muodostuivat jättiläismeteoriitteista, jotka törmäsivät maankuoreen kauan sitten. Tämä ajatus on ehdotettu useita kertoja, mutta toistaiseksi sen tueksi on ollut vain vähän todisteita.
In Nature-lehdessä julkaistu uusi tutkimus, tutkimme muinaisia mineraaleja Länsi-Australiasta ja löysimme kiehtovia vihjeitä, jotka viittaavat siihen, että jättimäisen vaikutuksen hypoteesi saattaa olla oikea.
Kuinka tehdä maanosa?
Mantereet muodostavat osan litosfääriä, Maan jäykkää kivistä ulkokuorta, joka koostuu valtamerten pohjasta ja mantereista, joiden ylin kerros on kuori.
Valtamerien alla oleva kuori on ohutta ja valmistettu tummasta, tiheästä basalttikivistä, joka sisältää vain vähän piidioksidia. Sitä vastoin mannermainen kuori on paksua ja koostuu enimmäkseen graniitista, vähemmän tiheästä, vaaleanvärisestä, piidioksidipitoisesta kalliosta, joka saa maanosat "kellumaan".
Litosfäärin alla on paksu, hitaasti virtaava lähes sulan kiven massa, joka sijaitsee lähellä vaipan yläosaa, maankuoren ja ytimen välissä olevaa kerrosta.
Jos osa litosfääristä poistetaan, sen alla oleva vaippa sulaa, kun ylhäältä tuleva paine vapautuu. Ja jättimäisten meteoriittien iskut –kiviä avaruudesta kymmenien tai satojen kilometrien halkaisija on erittäin tehokas tapa tehdä juuri se!
Mitkä ovat jättimäisen vaikutuksen seuraukset?
Valtavat iskut räjäyttävät valtavia määriä materiaalia lähes välittömästi. Pinnan lähellä olevat kivet sulavat satoja kilometrejä tai enemmän törmäyskohdan ympärillä. Isku vapauttaa myös paineen alla olevaan vaippaan, jolloin se sulaa ja muodostaa "möykkymäisen" paksun basalttikuoren massan.
Tätä massaa kutsutaan valtameritasangoksi, joka on samanlainen kuin nykyisen Havaijin tai Islannin alla. Prosessi on vähän kuin se, mitä tapahtuu, jos golfpallo tai kivi osuu kovaan päähän – tuloksena oleva kuoppa tai "muna" on kuin valtameren tasango.
Tutkimuksemme osoittavat, että nämä valtameren tasangot ovat saattaneet kehittyä muodostamaan maanosia prosessin kautta, joka tunnetaan nimellä maankuoren erilaistuminen. Törmäyksestä muodostunut paksu valtamerellinen tasango voi lämmetä tyvessään tarpeeksi kuumaksi, että se myös sulaa, jolloin muodostuu sellaista graniittinen kiveä, joka muodostaa kelluvan mannermaisen kuoren.
Onko olemassa muita tapoja tehdä valtameren tasankoja?
On muitakin tapoja valtamerten tasangot voivat muodostua. Havaijin ja Islannin alla olevat paksut kuoret eivät muodostuneet jättimäisistä iskuista, vaan "vaipan pilviä”, kuuman materiaalin virrat nousevat ylös Maan metallisen ytimen reunalta, vähän kuin laavalampussa. Kun tämä nouseva tulva saavuttaa litosfäärin, se laukaisee massiivisen vaipan sulamisen muodostaen valtameren tasangon.
Olisivatko plumut sitten luoneet mantereet? Tutkimuksiemme ja eri happi-isotooppien tasapainon perusteella zirkonimineraalin pienissä rakeissa, joita esiintyy yleisesti pieninä määrinä mannerkuoren kivissä, emme usko niin.
Zirkon on vanhin tunnettu kuorimateriaali, ja se voi säilyä ehjänä miljardeja vuosia. Voimme myös määrittää melko tarkasti sen muodostumisajan sen sisältämän radioaktiivisen uraanin hajoamisen perusteella.
Lisäksi voimme saada selville ympäristöstä, jossa zirkonia muodostui, mittaamalla sen suhteellinen osuus hapen isotoopit se sisältää.
Tarkastelimme zirkonin rakeita yhdestä maailman vanhimmista säilyneistä mannerkuoren kappaleista, Länsi-Australiassa sijaitsevasta Pilbara Cratonista, joka alkoi muodostua yli kolme miljardia vuotta sitten. Monet vanhimmista zirkonin rakeista sisälsivät enemmän kevyitä happi-isotooppeja, jotka viittaavat matalaan sulamiseen, mutta nuoremmat rakeet sisältävät vaippamaisemman isotooppien tasapainon, mikä viittaa paljon syvempään sulamiseen.
Tämä "ylhäältä alas" -happi-isotooppien malli on mitä voit odottaa jättimäisen meteoriitin törmäyksen jälkeen. Vaippapilveissä sen sijaan sulaminen on "alhaalta ylös" -prosessi.
Kuulostaa järkevältä, mutta onko muita todisteita?
Kyllä on! Pilbara Cratonin zirkonit näyttävät muodostuneen useissa eri jaksoissa, eikä jatkuvasti ajan kuluessa.
Varhaisimpia jyviä lukuun ottamatta muut isotooppisesti kevyen zirkonin jyvät ovat samanikäisiä kuin Pilbara Cratonin ja muualla olevat pallomaiset jyvät.
Pallokerrokset ovat materiaalipisaroiden kerrostumia, joita meteoriitin törmäysten "roiskeet" ulos. Se, että zirkonit ovat saman ikäisiä, viittaa siihen, että ne ovat saaneet muodostua samoista tapahtumista.
Lisäksi isotooppien "ylhäältä alas" -malli voidaan tunnistaa muinaisen mantereen kuoren muilla alueilla, kuten Kanadassa ja Grönlannissa. Muualta peräisin olevia tietoja ei kuitenkaan ole vielä suodatettu huolellisesti, kuten Pilbara-tietoja, joten tämän mallin vahvistaminen vaatii enemmän työtä.
Tutkimuksemme seuraava vaihe on analysoida uudelleen nämä muinaiset kivet muualta varmistaaksemme sen, mitä epäilemme - että maanosat kasvoivat jättimäisten meteoriittien törmäyspaikoilla. Puomi.
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
