Noile cercetări contrazic teoriile consacrate despre evoluția scoarței terestre

Un studiu de la Penn State a arătat că, de-a lungul a miliarde de ani, scoarța terestră a continuat un proces lent de reformare, spre deosebire de încetinirea rapidă a creșterii sale cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă. Cercetătorii au spus că noua descoperire contrazice teoriile existente care indică formarea rapidă a plăcilor tectonice mai devreme în istoria Pământului.

Cercetarea a fost publicată recent în jurnal Scrisori de perspective geochimice.

Această lucrare poate ajuta să răspundă la o întrebare fundamentală despre planeta noastră și ar putea conține indicii despre formarea altor planete, potrivit autorului principal Jesse Remink, profesor asistent de științe ale Pământului.

„Teoria predominantă indică un punct de inflexiune cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă, ceea ce sugerează că aveam o planetă de manta stagnantă, fără activitate tectonică înainte de trecerea bruscă la tectonica plăcilor”, a spus Remink. „Am arătat că nu este cazul”.

Pentru a cartografi compoziția scoarței terestre – sau curba de creștere a scoarței terestre – cercetătorii au apelat la mai mult de 600.000 de eșantioane care cuprind o bază de date a înregistrărilor de roci ale Pământului. Cercetătorii din întreaga lume – inclusiv Penn State – au analizat fiecare probă de rocă din înregistrare pentru a determina conținutul geochimic și vârsta. Cercetătorii au ales înregistrările de roci în locul probelor de minerale, ceea ce a informat teoria formării bruște, deoarece au spus că înregistrările de roci sunt mai sensibile și mai puțin susceptibile la părtinire pe acele scale de timp.

Cercetările lui Jesse Remink, profesor asistent de geoștiințe la Penn State, sugerează că scoarța terestră a continuat un proces lent de reformare de miliarde de ani, mai degrabă decât să-și încetinească rapid creșterea cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă. Această lucrare contrazice teoriile existente care indică formarea rapidă a plăcilor tectonice mai devreme în istoria Pământului, a spus Remink. Credit: cu amabilitatea Jesse Remink

Știind că fiabilitatea înregistrării minerale scade în timp, cercetătorii au recreat curba de creștere a scoarței terestre folosind înregistrări de roci. Pentru a face acest lucru, au dezvoltat o metodă unică pentru a determina modul în care rocile magmatice care datează de milioane de ani se refac în timp: au arătat experimental cum aceeași rocă se poate schimba în moduri diferite în timp. Rocile pot fi reparate în multe moduri, cum ar fi intemperii în sedimente sau retopirea în manta, așa că cercetătorii au folosit aceste date experimentale pentru a informa noi instrumente matematice capabile să analizeze înregistrările rocilor și să descopere diferențele dintre modificările eșantioanelor.

„Am calculat cantitatea de reprelucrare care a avut loc analizând compoziția rocilor magmatice cu o nouă metodă care detectează proporția de sedimente”, a spus Remink.

Ei au folosit aceste calcule pentru a calibra reprelucrarea documentată în înregistrările roci. Apoi, cercetătorii au calculat curba de creștere a scoarței Pământului folosind noua înțelegere a modului în care se formează rocile. Ei au comparat curba nou calculată cu rata de creștere derivată din înregistrările minerale ale altor experți.

Munca lui Reimink și a echipei sale sugerează că scoarța terestră urmează calea mantalei – stratul pe care se află crusta – sugerând o relație între cei doi. Remink a spus că aceasta nu este prima dată când geologii sugerează creșterea treptată a scoarței terestre; Cu toate acestea, aceasta este prima dată când un disc rock este folosit pentru a-l susține.

„Curba noastră de creștere a crustei se potrivește cu înregistrarea creșterii crustalei, așa că se pare că aceste două semnale se suprapun într-un mod în care nu s-au suprapus atunci când înregistrarea minerală a fost folosită pentru a crea curba de creștere a crustei”, a spus Remink.

Remink a avertizat că cercetarea îmbunătățește ceea ce înțeleg cercetătorii, dar nu este soluția generală și finală pentru cercetarea creșterii crustei. Există pur și simplu prea puține puncte de date care nu pot vorbi despre vastul timp și spațiu al scoarței terestre. Cu toate acestea, o analiză suplimentară a punctelor de date existente ar putea ajuta la informarea investigațiilor asupra altor planete, a spus Reimink. VenusDe exemplu, nu are plăci tectonice și ar putea fi un exemplu modern de Pământ timpuriu.

„Când au devenit Pământul și Venus diferite?” întrebă Remink. „Și de ce au devenit diferite? Această rată de creștere a scoarței terestre joacă un rol important. Ne spune cum, ce și de ce au evoluat planetele pe căi diferite.”

Referință: „O vedere cuprinzătoare a litosferei de creștere continentală” de J.R. Reimink, J.H.F.L. Davies și J.-F. Moen și DJ Pearson, 3 august 2023, Scrisori de perspectivă geochimică.
doi: 10.7185/geochemlet.2324

Joshua Davies, de la Universitatea Quebec din Montreal; Jean-François Moyne, Universitatea din Lyon, Franța; Dr. a contribuit la această cercetare. Graham Pearson, de la Universitatea din Alberta, Canada.

Această cercetare a fost susținută parțial de Consiliul de Cercetare în Științe Naturale și Inginerie din Canada.