Erste Kontinente der Erde "Sickerte" aus Kruste
Die Erde war ein ganz anderer Ort vor 4 Milliarden Jahren: der Planet war viel wärmer – unbewohnbar für auch die widerstandsfähigsten Lebensformen – und die vertrauten Landschaften, die wir heute kennen waren völlig abwesend.
Während dieser Zeit, die so genannte Archaikum Eon, begannen die ersten Kontinente an der Erdoberfläche zu gerinnen. Wie sie dorthin gekommen war eines der längsten stehen und am meisten diskutierten Fragen für Geowissenschaftler.
Jetzt ein Team aus Deutschland denkt, es kann eine Antwort haben: statt Kochen aus dem Mantel, die frühesten Kontinenten quoll aus Kruste in der Nähe der Erdoberfläche.
"Das klingt ein wenig unspektakulär, aber es kann schwerwiegende Folgen, wie wir, das Gesicht der frühen Erde denken haben", sagte Team-Mitglied Thorsten Nagel, Geologe an der Universität Bonn.
Modellierung von flüssigen Mischungen
Um die ältesten Gesteine der kontinentalen zu studieren, musste Nagel Team zunächst einige finden.
Sie konzentrierten sich auf Südwesten Grönlands Isua Region da Heimat einiger der weltweit ältesten und am meisten untersuchten alten Gesteinen ist. Darüber hinaus sind Isuas alten kontinentalen Felsen neben alten Basalte, Gesteine gefunden, die den Meeresboden bildet. [Weltweit berühmtesten Felsen]
Aus alten, teilweise geschmolzene Basalte wahrscheinlich älteste kontinentale Felsen der Erde geboren wurden, sagte Nagel.
Finden zwei Arten von alten gab Felsen zusammen Nagel Team eine Chance, ihr Make-up zu vergleichen und herauszufinden, wie die Basalte geschmolzen haben könnte, um den kontinentalen Felsen bilden. Basalte (und alle anderen Felsen) bilden verschiedene "schmilzt" — oder geschmolzenen Gemischen – bei verschiedenen Temperaturen und drücke, also die endgültige Zusammensetzung des Felsens ist eine Ahnung, wie tief in der Erde es gebildet.
Nagel und seinem Team lief Sätze von Computerexperimente zu sehen, was mit der alten Isua-Basalte geschehen würde, wenn sie in unterschiedlichen Tiefen geschmolzen. Sie modelliert Basalt schmilzt bei 62 Meilen (100 Kilometer) tief — wo denken die meisten Geowissenschaftler die älteste kontinentale Felsen gebildet – und schmilzt bei 19 bis 25 Meilen (30 bis 40 km) tief.
Die Antworten, die sie bekamen waren überraschend.
"Ein sehr einfaches Modell plötzlich alle geochemischen Daten erklärt", sagte Carsten Münker, ein Geologe von der Universität zu Köln, der Co-der Studie Autor.
Subduct oder Schlamm?
Mit den tieferen schmelzen Modell – derjenige, der meisten Geologen derzeit bevorzugen – die vorhergesagte Make-up der alten kontinentalen Felsen stimmte nicht überein, was bei Isua gefunden wird. Aber wenn das Team schmelzende Basalte in den flacheren Tiefen modelliert, die Kompositionen perfekt aufeinander abgestimmt.
"Die Ergebnisse könnten nicht besser sein," sagte Nagel OurAmazingPlanet. "Ein Experiment führte eine erschreckend gute Reproduktion" der alten Isua kontinentalen Felsen.
Der wirkliche Unterschied zwischen den beiden Modellen ist, dass, in je tiefer man die frühen Kontinente zu bilden innerhalb des Mantels an einer Subduktionszone, wo eine tektonische Platte in den Mantel unter anderen stürzt. Aber in den flacheren Modell der frühen Kontinente "Schlamm" an der Oberfläche der Erde, völlig innerhalb der Kruste nicht den Mantel.
Das neue Modell flachere öffnet die Tür zu einer grundlegenden Frage: habe die frühe Erde einmal Subduktionszonen?
Nagel ist nicht sicher, ob es tat, aber die Antwort auf diese Frage könnte eine Menge, was Wissenschaftler denken sie über die frühe Erde ändern.
"Unsere heutigen Planeten und ihrer Topografie, Klima und die Verteilung von Land und Meer ist geprägt von modernen Plattentektonik,", sagte Nagel. "Die frühe Erde war sicherlich wärmer als heute, und dies hätte haben grundlegende Auswirkungen auf wie Plattentektonik, so schwer vorherzusagen gearbeitet."
"Die Art und Weise die frühe Erde arbeitete noch einige Überraschungen für uns halten könnte,", fügte er hinzu.
Das Team Ergebnisse erscheinen in der April-Ausgabe der Zeitschrift Geologie.