Zemlja je edini planet, ki ga poznamo s celinami, velikanske kopenske mase, ki dajejo domove človeštvu in večini Zemljina biomasa.
Vendar pa še vedno nimamo trdnih odgovorov na nekatera osnovna vprašanja o celinah: kako so nastali in zakaj so nastali tam, kjer so?
Ena od teorij je, da so nastali zaradi ogromnih meteoritov, ki so pred davnimi časi trčili v zemeljsko skorjo. to Ideja je bil predlagan nekajkrat, vendar je bilo do zdaj malo dokazov, ki bi to podprli.
In nove raziskave, objavljene v Nature, smo preučevali starodavne minerale iz zahodne Avstralije in našli mamljive namige, ki nakazujejo, da je hipoteza o velikanskem udaru morda pravilna.
Kako narediš celino?
Celine so del litosfere, toge skalnate zunanje lupine Zemlje, sestavljene iz oceanskega dna in celin, katerih zgornja plast je skorja.
Skorja pod oceani je tanka in narejena iz temne, goste bazaltne kamnine, ki vsebuje le malo silicijevega dioksida. Nasprotno pa je celinska skorja debela in večinoma sestavljena iz granita, manj goste, blede kamnine, bogate s kremenom, zaradi katere celine "lebdijo".
Pod litosfero se nahaja gosta, počasi tekoča gmota skoraj staljene kamnine, ki leži blizu vrha plašča, plasti Zemlje med skorjo in jedrom.
Če del litosfere odstranimo, se bo plašč pod njim stopil, ko se sprosti pritisk od zgoraj. In udarci velikanskih meteoritov -kamni iz vesolja desetine ali stotine kilometrov v premeru – so izjemno učinkovit način, da naredite točno to!
Kakšne so posledice velikanskega udarca?
Velikanski udarci skoraj v trenutku izstrelijo ogromne količine materiala. Kamnine blizu površja se bodo topile na stotine kilometrov ali več okoli mesta udarca. Trk prav tako sprosti pritisk na spodnji plašč, zaradi česar se ta stopi in proizvede "blodu podobno" maso debele bazaltne skorje.
To maso imenujemo oceanska planota, podobna tisti pod današnjimi Havaji ali Islandijo. Postopek je nekoliko podoben temu, kar se zgodi, če vas žogica za golf ali kamenček močno udari po glavi – nastala izboklina ali "jajce" je kot oceanska planota.
Naše raziskave kažejo, da bi se te oceanske planote lahko razvile v celine skozi proces, znan kot diferenciacija skorje. Debela oceanska planota, ki je nastala zaradi trka, se lahko na dnu dovolj segreje, da se tudi stopi, pri čemer nastane nekakšna granitna kamnina, ki tvori plavajočo celinsko skorjo.
Ali obstajajo drugi načini za izdelavo oceanskih planot?
Obstajajo tudi drugi načini, kako lahko nastanejo oceanske planote. Debele skorje pod Havaji in Islandijo niso nastale zaradi velikanskih udarcev, ampak "plaščne perjanice,« tokovi vročega materiala, ki se dvigajo od roba Zemljinega kovinskega jedra, podobno kot v lava svetilki. Ko ta naraščajoči oblak doseže litosfero, sproži ogromno taljenje plašča, da nastane oceanska planota.
Ali so torej perjanice lahko ustvarile celine? Glede na naše študije in ravnovesje različnih izotopov kisika v drobnih zrncih minerala cirkona, ki ga običajno najdemo v majhnih količinah v kamninah iz celinske skorje, menimo, da ni tako.
Cirkon je najstarejši znani material skorje, in lahko preživi nedotaknjen milijarde let. Na podlagi razpada radioaktivnega urana, ki ga vsebuje, lahko tudi precej natančno določimo, kdaj je nastal.
Še več, o okolju, v katerem je cirkon nastal, lahko izvemo z merjenjem relativnega deleža izotopi kisika vsebuje.
Ogledali smo si zrna cirkona iz enega najstarejših ohranjenih kosov celinske skorje na svetu, kratona Pilbara v Zahodni Avstraliji, ki je začel nastajati pred več kot tremi milijardami let. Številna najstarejša zrna cirkona so vsebovala več lahkih izotopov kisika, kar kaže na plitvo taljenje, mlajša zrna pa vsebujejo ravnovesje izotopov, ki je bolj podobno plašču, kar kaže na veliko globlje taljenje.
Ta vzorec izotopov kisika »od zgoraj navzdol« je tisto, kar lahko pričakujete po trku ogromnega meteorita. Nasprotno pa je v plaščnih oblakih taljenje proces "od spodaj navzgor".
Sliši se razumno, a obstaja še kakšen drug dokaz?
Da, obstaja! Zdi se, da so cirkoni iz kratona Pilbara nastali v peščici različnih obdobij in ne neprekinjeno skozi čas.
Razen najzgodnejših zrn so druga zrna z izotopsko lahkim cirkonom enako stara kot sferule v kratonu Pilbara in drugod.
Sferulne postelje so usedline kapljic materiala, ki so jih "razpršili" udarci meteorita. Dejstvo, da sta cirkona enako stara, nakazuje, da sta morda nastala zaradi istih dogodkov.
Poleg tega je vzorec izotopov "od zgoraj navzdol" mogoče prepoznati na drugih območjih starodavne celinske skorje, kot sta Kanada in Grenlandija. Vendar podatki od drugod še niso bili skrbno filtrirani kot podatki Pilbara, zato bo za potrditev tega vzorca potrebno več dela.
Naslednji korak naše raziskave je ponovna analiza teh starodavnih kamnin od drugod, da bi potrdili, kar sumimo – da so celine zrasle na mestih trkov velikanskih meteoritov. Bum.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
