米国地球物理学連合の科学研究ジャーナルであるAGU Advancesに発表された新しい研究によると、南アフリカで発見された少数の古代ジルコン結晶には、プレートテクトニクスの重要な要素である沈み込みの最古の証拠が含まれているという。地球と宇宙の。
地球の若かりし頃を描いたこれらの貴重なタイムカプセルは、約38億年前の、安定した長寿命の岩石の表面から、今日の地球を形作る活発なプロセスへの移行を示しており、新たな手がかりを提供している。プレートテクトニクスがいつ始まったかについての激しい議論の中で。
地球の地殻とその直下のマントルの上層は硬いプレートに分かれており、粘性はあるが動きやすいマントル岩の下層の上でゆっくりと移動します。地球の核からの熱がこのゆっくりとした、しかし容赦のない動きを引き起こし、火山、地震、山脈の隆起の原因となります。
このプロセスが加速し、現代の地殻が形成された時期は、40億年以上前からわずか8億年前までと推定されています。この不確実性は、プレートテクトニクス自体の表面循環効果により、地球の若い頃の地質学的記録が乏しいために生じます。地球の最初の5億年である冥王代はほとんど何も残っていない。 冥王代の地は素晴らしいミステリーボックスです と、ハーバード大学の地質学者であり、この研究の筆頭著者であるナジャ・ドラボン氏は述べています。
小さなタイムカプセル
この謎の解明における刺激的な前進として、2018年にドラボンらは、南アフリカのバーバートン・グリーンストーン帯にある希少な古代地殻ブロックから、33個の微細なジルコン結晶の時系列を発掘した。 8 億年、41 億 5 億年前から 33 億年前まで。
ジルコンは地球の地殻では比較的一般的な付属鉱物ですが、40億年から45億6,000万年前の冥王代の古代の代表的なものは非常にまれで、地球上のわずか12か所で発見されており、一般にその数は各場所に 3 つずつあります。
グリーンストーン ベルトのジルコンに保存されているハフニウム同位体と微量元素は、それらが結晶化したときの地球上の状態について物語っています。 38 億年前とそれより若いジルコンは、現代の沈み込み帯と同様の圧力と融解を受けている岩石の中で形成されたようで、地殻が動き始めた可能性があることを示唆しています。
私が「プレート テクトニクス」と言うとき、特にアーク帯を意味します。そこでは、あるプレートが別のプレートの下を通過し、このすべての火山活動が発生します。たとえば、アンデス山脈や火のベルトを考えてください。 ドラボン氏は沈み込みの典型的な例について説明した。 38 億年後には、地殻が不安定になり、新しい岩石が形成される劇的な変化があり、地球化学的痕跡が現代のプレート テクトニクスで見られるものにますます似てきていることがわかります «.
対照的に、最古のジルコンは原始地殻の地球規模の層の証拠を保存していました。 研究によると、これは6億年間安定していたマントル岩の再溶解に由来するとのこと。
世界的な変化の兆候
この研究では、南アフリカのジルコンより約2億年後に遡る、世界の他の地域のジルコンでも現代の沈み込みのような状態への同様の移行が見られた。 38 億年から 36 億年前の間に地球に重大な変化があった兆候が見られ、プレート テクトニクスへの進化は明らかな可能性です ドラボンは言いました。
決定的なものではありませんが、この結果は、地球規模の変化が始まった可能性があり、おそらく、今日私たちが見ている絶えず移動するプレートの効率的な地球規模のエンジンに落ち着く前に、散在する場所で始まり、停止した可能性があることを示唆しています。
プレートテクトニクスは地球の大気とその表面を形成します。火山ガスの放出と新しいケイ酸塩岩の生成は、大気中から大量の二酸化炭素を消費し、温室効果ガスの過剰または不足による気温の大きな変動を和らげます。 すべてのリサイクルと新しい地殻の形成がなければ、私たちは灼熱の暑さと凍てつく寒さの間を行ったり来たりすることになるでしょう ドラゴンは言いました。 これは天候を調整するサーモスタットのようなものです .
これまで、プレートテクトニクスは地球上でのみ観察されており、惑星が居住可能であるためには不可欠である可能性があり、プレート運動の起源は生命の初期発達に関する研究において興味深いものとなっている。
私たちが持っている最初期の地球の記録は非常に限られていますが、非常に多くの異なる場所で同様の変化が見られることから、それが地殻プロセスにおける地球規模の変化であった可能性が非常にもっともらしくなります ドラゴンは言いました。 地球上ではある種の再編が起こっていました .