Vlad Krasen
0 
5125
1563
Kontynenty Ziemi mogły powstać pod dużymi łańcuchami górskimi, takimi jak Andy.
Nowe badania łączące tajemniczy brakujący pierwiastek śladowy, skałę sprzed 66 milionów lat, która została wysadzona przez starożytny wulkan, oraz baza danych zawierająca całą chemię skał przeanalizowaną przez naukowców w minionym stuleciu, wyjaśniają, dlaczego na Ziemi znajdują się kontynenty. Opublikowane 16 stycznia w czasopiśmie Nature Communications badanie sugeruje, że tam, gdzie rodzą się góry, są też kontynenty.
„To jak układanka” - powiedział kierownik badania Ming Tang, habilitowany naukowiec z geologii na Uniwersytecie Rice w Houston. „W tej układance kontynentalnej brakuje jednej części i wydaje się, że znaleźliśmy odpowiedź”. [Photo Timeline: How the Earth Formed]
Brakujący element
Brakujący element to metal ziem rzadkich zwany niobem. W środkowej warstwie Ziemi, zwanej płaszczem, a także w skorupie oceanicznej (część zewnętrznej warstwy planety pokryta morzami), niob i inny pierwiastek ziem rzadkich, tantal, zwykle współwystępują w stałym stosunku. Skorupa kontynentalna jest dziwna, powiedział Tang. Skorupa, która tworzy kontynenty, jest stosunkowo uboga w niob.
Przypadek braku niobu w skorupie kontynentalnej nękał geologów od dziesięcioleci. Tang wyruszył na poszukiwania w bazie danych geochemii skał prowadzonej przez Instytut Maxa Plancka w Niemczech. Szukał stref subdukcji, w których skorupa miele się w płaszcz i tworzą się magmy. Ta magma po schłodzeniu ma potencjał do tworzenia kontynentów. Tang odkrył, że w wielu strefach subdukcji nie brakowało niobu. Ale był dziwnie nieobecny w niektórych regionach górskich, takich jak Andy.
Andy to ogromny region górski, napędzany pobliską tektoniką strefy subdukcji. Tang powiedział, że gdy oceaniczna skorupa u wybrzeży Ameryki Południowej trzeszczy poniżej kontynentalnej skorupy, niespokojne Andy unoszą się, a magma wypluwa z niektórych najwyżej położonych wulkanów na Ziemi..
Regiony takie jak Andy - które tworzą się na szczycie strefy subdukcji - są znane jako łuki kontynentalne i są wyjątkowe, ponieważ ich skorupa jest około dwa razy grubsza niż zwykła skorupa kontynentalna, powiedział Tang. Niestety, skład chemiczny skał na dnie tej skorupy pozostaje tajemnicą. Na prawie 50 mil (80 kilometrów) pod powierzchnią skały te są niedostępne.
Wejdź do ksenolitu
Na szczęście góry Sierra Nevada w zachodnich Stanach Zjednoczonych, podobnie jak dzisiejsze Andy, były kiedyś aktywnym regionem górskim. Tang, wraz z petrologiem z Rice University Cin-Ty Lee i ich współpracownikami przeanalizowali próbkę skały, która powstała około 66 milionów lat temu i została wypchnięta na powierzchnię podczas erupcji wulkanu około 25 milionów lat temu. Ta skała, zwana ksenolitem, pierwotnie uformowała się głęboko u podstawy Sierra Nevada, kiedy byli aktywnym łukiem kontynentalnym - naukowcy odkryli skałę w Arizonie.
Skała „może być bardzo ładnym, doskonałym odpowiednikiem głębokiej skorupy pod Andami” - powiedział Tang.
Analiza wykazała, że kontynentalny ksenolit łuku zawierał dodatkową ilość niobu. Tang i jego koledzy odkryli brakujący na kontynencie pierwiastek ziem rzadkich: utracony niob utknął na dnie kontynentalnych łuków.
Niob zostaje uwięziony tak głęboko z powodu wyjątkowych warunków pod tymi super grubymi warstwami skorupy ziemskiej. Tang powiedział, że pod łukami kontynentów, z powodu grubej skorupy, płaszcz znajduje się pod wysokim ciśnieniem. Pod wysokim ciśnieniem z magmy krystalizuje minerał tytanu zwany rutylem. Zdarza się, że rutyl zatrzymuje duże ilości niobu i niewiele tantalu. Jest również bardzo gęsty, więc wchodzi głęboko w skorupę, gdy inne skały krążą w kierunku powierzchni.
Ponieważ w skorupie kontynentalnej brakuje niobu, musiało powstać w tych warunkach łuku kontynentalnego, powiedział Tang. A to oznacza, że w miejscach takich jak Andy prawdopodobnie znajdują się dziś nasiona wszystkich kontynentów na Ziemi.
„Każdy kawałek kontynentu, na którym teraz stoimy, prawdopodobnie zaczynał się od procesów budowania gór” - powiedział Tang.
- Zdjęcia: Najwyższe góry świata
- Zdjęcia: Antarctic Odyssey - The Majestic Transantarctic Mountains
- Na zdjęciach: Ocean ukryty pod powierzchnią Ziemi
Pierwotnie opublikowano w dniu .