Jorden är enda planet vi känner till med kontinenter, de gigantiska landmassor som ger hem till mänskligheten och de flesta av Jordens biomassa.
Men vi har fortfarande inte säkra svar på några grundläggande frågor om kontinenter: hur kom de till och varför bildades de där de gjorde?
En teori är att de bildades av gigantiska meteoriter som kraschade in i jordskorpan för länge sedan. Detta Tanken har föreslagits flera gånger, men hittills har det funnits få bevis som stöder det.
In ny forskning publicerad i Nature, studerade vi forntida mineraler från västra Australien och hittade lockande ledtrådar som tyder på att hypotesen om jätteeffekt kan vara rätt.
Hur skapar man en kontinent?
Kontinenterna utgör en del av litosfären, jordens stela steniga yttre skal som består av havsbotten och kontinenterna, av vilka det översta lagret är skorpan.
Skorpan under haven är tunn och gjord av mörk, tät basaltisk sten som bara innehåller lite kiseldioxid. Däremot är den kontinentala skorpan tjock och består mestadels av granit, en mindre tät, blekfärgad, kiselrik sten som får kontinenterna att "flyta".
Under litosfären sitter en tjock, långsamt flytande massa av nästan smält sten, som sitter nära toppen av manteln, jordskiktet mellan jordskorpan och kärnan.
Om en del av litosfären tas bort kommer manteln under den att smälta när trycket ovanifrån släpps. Och nedslag från gigantiska meteoriter—stenar från rymden tiotals eller hundratals kilometer tvärs över—är ett extremt effektivt sätt att göra just det!
Vilka är konsekvenserna av en jättepåverkan?
Jätteslag spränger ut enorma volymer material nästan omedelbart. Stenar nära ytan kommer att smälta i hundratals kilometer eller mer runt nedslagsplatsen. Effekten släpper också trycket på manteln nedanför, vilket gör att den smälter och producerar en "blobbliknande" massa av tjock basaltisk skorpa.
Denna massa kallas en oceanisk platå, liknande den under dagens Hawaii eller Island. Processen är lite som vad som händer om du träffas hårt i huvudet av en golfboll eller sten — den resulterande bulan eller "ägget" är som den oceaniska platån.
Vår forskning visar att dessa oceaniska platåer kunde ha utvecklats till att bilda kontinenterna genom en process som kallas jordskorpdifferentiering. Den tjocka oceaniska platån som bildas av nedslaget kan bli tillräckligt varm vid basen så att den också smälter och producerar den typ av granitisk sten som bildar flytande kontinental skorpa.
Finns det andra sätt att göra oceaniska platåer?
Det finns andra sätt som oceaniska platåer kan bildas på. De tjocka skorporna under Hawaii och Island bildades inte genom gigantiska stötar utan "mantelplymer,” strömmar av hett material som stiger upp från kanten av jordens metalliska kärna, lite som i en lavalampa. När denna stigande plym når litosfären utlöser den en massiv mantelsmältning för att bilda en oceanisk platå.
Så kan plymer ha skapat kontinenterna? Baserat på våra studier, och balansen mellan olika syreisotoper i små korn av mineralet zirkon, som vanligtvis finns i små mängder i bergarter från den kontinentala skorpan, tror vi inte det.
Zirkon är den äldsta kända skorpmaterialet, och den kan överleva intakt i miljarder år. Vi kan också avgöra ganska exakt när det bildades, baserat på sönderfallet av det radioaktiva uran det innehåller.
Dessutom kan vi ta reda på i vilken miljö zirkon bildades genom att mäta den relativa andelen av isotoper av syre det innehåller.
Vi tittade på zirkonkorn från en av de äldsta bevarade bitarna av kontinental skorpa i världen, Pilbara-kratonen i västra Australien, som började bildas för mer än tre miljarder år sedan. Många av de äldsta kornen av zirkon innehöll mer lätta syreisotoper, vilket indikerar ytlig smältning, men yngre korn innehåller en mer mantelliknande balans av isotoper, vilket indikerar mycket djupare smältning.
Detta "top-down" mönster av syreisotoper är vad du kan förvänta dig efter ett gigantiskt meteoritnedslag. I mantelplymer, däremot, är smältning en "bottom-up"-process.
Låter rimligt, men finns det några andra bevis?
Ja, det finns! Zirkonerna från Pilbara-kratonen verkar ha bildats under en handfull distinkta perioder, snarare än kontinuerligt över tiden.
Förutom de tidigaste kornen har de andra kornen med isotopiskt ljus zirkon samma ålder som sfäriska bäddar i Pilbara-kratonen och på andra håll.
Sfäriska bäddar är avlagringar av materialdroppar som "stänks ut" av meteoritnedslag. Det faktum att zirkonerna har samma ålder tyder på att de kan ha bildats av samma händelser.
Vidare kan "top-down" mönstret av isotoper kännas igen i andra områden av forntida kontinental skorpa, som i Kanada och Grönland. Men data från andra håll har ännu inte filtrerats noggrant som Pilbara-data, så det kommer att krävas mer arbete för att bekräfta detta mönster.
Nästa steg i vår forskning är att analysera dessa forntida stenar från någon annanstans för att bekräfta vad vi misstänker – att kontinenterna växte på platserna för gigantiska meteoritnedslag. Bom.
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
