Ο σχηματισμός των ηπείρων της Γης, μία νέα αμφιλεγόμενη πρόταση
Οι βράχοι σε αυτήν την εικόνα είναι μέρος του κρατονιού Singhbhum στην Ινδία, αναδύθηκε από τον ωκεανό πριν από περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Φωτογραφία: Subham Mukherjee/Subhajit Roy
Οι γεωλόγοι πιστεύουν ότι η αλληλεπίδραση των πλακών, μια διαδικασία που ονομάζεται τεκτονική των πλακών, συνέβαλε στη δημιουργία ηπείρων. Μελέτες πετρωμάτων που βρέθηκαν σε αρχαίες περιοχές της Βόρειας Αμερικής αποκάλυψαν ότι τα παλαιότερα γνωστά κομμάτια των ηπείρων άρχισαν να σχηματίζονται πριν από σχεδόν 4 δισεκατομμύρια χρόνια, αμέσως μετά τη δημιουργία της ίδιας της Γης.
Πώς σχηματίστηκαν οι ήπειροι της Γης; Η κορυφαία θεωρία μπορεί να είναι αμφίβολη.
Όμως η νέα έρευνα θέτει τελικά περισσότερα ερωτήματα από όσα απαντά.
Οι επιστήμονες έχουν εξαλείψει μια πιθανή προέλευση για τις ηπείρους της Γης. Παρά τη σημασία των ηπείρων της Γης, τα τεράστια κομμάτια του φλοιού του πλανήτη που χωρίζουν τους ωκεανούς του, πολύ λίγα είναι γνωστά για το τι οδήγησε σε αυτές τις μεγάλες χερσαίες μάζες που κάνουν τον πλανήτη μας μοναδικό στο ηλιακό σύστημα και διαδραματίζουν βασικό ρόλο που του επιτρέπουν να φιλοξενήσει ΖΩΗ.
Για χρόνια, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι η κρυστάλλωση του γρανάτη στο μάγμα κάτω από τα ηφαίστεια ήταν υπεύθυνη για την απομάκρυνση του σιδήρου από τον φλοιό της Γης, επιτρέποντας στον φλοιό να παραμείνει πλεούμενος στις θάλασσες του πλανήτη.
Τώρα, νέα έρευνα αμφισβητεί αυτή τη θεωρία, αναγκάζοντας τους γεωλόγους και τους πλανητικούς επιστήμονες να ξανασκεφτούν πώς αυτός ο σίδηρος μπορεί να είχε αφαιρεθεί από το υλικό που θα συνέχιζε να σχηματίζει τις ηπείρους που βλέπουμε σήμερα στη Γη.
Ο φλοιός της Γης, το εξωτερικό κέλυφος του πλανήτη, χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: Ο παλαιότερος, παχύτερος ηπειρωτικός φλοιός. και ο νεότερος, πιο πυκνός ωκεάνιος φλοιός.
Ο νέος ηπειρωτικός φλοιός σχηματίζεται όταν τα δομικά στοιχεία του περνούν στην επιφάνεια της Γης από ηφαίστεια ηπειρωτικού τόξου. Αυτά βρίσκονται σε μέρη του πλανήτη όπου οι ωκεάνιες πλάκες βυθίζονται κάτω από τις ηπειρωτικές πλάκες, περιοχές που ονομάζονται ζώνες βύθισης.
Η διάκριση μεταξύ του ξηρού ηπειρωτικού φλοιού και του ωκεάνιου φλοιού βαθέων υδάτων είναι η έλλειψη σιδήρου στον ηπειρωτικό φλοιό. Αυτό σημαίνει ότι οι ηπειρωτικοί φλοιοί είναι πλευστοί και υψώνονται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας για να σχηματίσουν τις ξηρές μάζες που καθιστούν δυνατή την επίγεια ζωή.
Τα χαμηλά επίπεδα σιδήρου που βρέθηκαν στον ηπειρωτικό φλοιό έχει υποτεθεί ότι είναι το αποτέλεσμα της κρυστάλλωσης του γρανάτη στα μάγματα κάτω από αυτά τα ηφαίστεια του ηπειρωτικού τόξου. Αυτή η διαδικασία αφαιρεί τον μη οξειδωμένο σίδηρο από τις επίγειες πλάκες, ενώ εξαντλεί επίσης το σίδηρο από το λιωμένο μάγμα, αφήνοντάς το έτσι πιο οξειδωμένο καθώς σχηματίζει ηπειρωτικό φλοιό.
Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής την επίκουρη καθηγήτρια Meghan Holycross του Πανεπιστημίου Cornell και τη γεωλόγο Elizabeth Cottrell του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας Smithsonian βελτίωσαν την κατανόηση των ηπείρων ξεκινώντας τις δοκιμές και τελικά εξαλείφοντας αυτήν την υπόθεση που διατυπώθηκε για πρώτη φορά το 2018. «Χρειάζεσαι υψηλές πιέσεις για να φτιάξεις γρανάτη σταθερό, και βρίσκεις αυτό το μάγμα χαμηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο σε μέρη όπου η κρούστα δεν είναι τόσο παχιά και έτσι η πίεση δεν είναι πολύ υψηλή», είπε ο Cottrell σε μια ανακοίνωση, προσθέτοντας ότι η ομάδα ήταν δύσπιστη για την κρυστάλλωση του γρανάτη ως εξήγηση για την άνωση του ηπειρωτικού φλοιού.
Για να δοκιμάσει τη θεωρία του γρανάτη, η ομάδα αναδημιούργησε τη μαζική πίεση και τη θερμότητα που βρέθηκαν κάτω από τα ηφαίστεια του ηπειρωτικού τόξου χρησιμοποιώντας πρέσες κυλίνδρων εμβόλων που βρίσκονται στο Εργαστήριο Υψηλής Πίεσης του Μουσείου Smithsonian και στο Πανεπιστήμιο Cornell.
Αυτά τα έμβολα μεγέθους μίνι ψυγείου που αποτελούνται από χάλυβα και βολφράμιο μπορούν να προκαλέσουν τεράστιες πιέσεις σε μικροσκοπικά δείγματα βράχου ενώ θερμαίνονται ταυτόχρονα από έναν περιβάλλοντα κυλινδρικό κλίβανο.
Οι πιέσεις που προκλήθηκαν ήταν 15.000 έως 30.000 φορές αυτές που δημιουργήθηκαν από την ατμόσφαιρα της Γης και οι θερμοκρασίες που δημιουργήθηκαν ήταν μεταξύ 950 έως 1.230 βαθμούς Κελσίου, αρκετά θερμές για να λιώσει πέτρες.
Σε μια σειρά 13 διαφορετικών εργαστηριακών δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν από την ομάδα, οι Cottrell και Holycross ανέπτυξαν δείγματα γρανάτη από λιωμένο βράχο κάτω από πιέσεις και θερμοκρασίες που μιμούνται τις συνθήκες μέσα σε θαλάμους μάγματος βαθιά στο φλοιό της Γης.
Αυτοί οι γρανάτες που καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία απορρόφησης ακτίνων Χ που μπορεί να αποκαλύψει τη σύνθεση των αντικειμένων με βάση τον τρόπο με τον οποίο απορροφούν τις ακτίνες Χ.
Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με γρανάτες με γνωστές συγκεντρώσεις οξειδωμένου και μη οξειδωμένου σιδήρου. Αυτό αποκάλυψε ότι οι γρανάτες που αναπτύχθηκαν από βράχους σε συνθήκες που μοιάζουν με το εσωτερικό της Γης δεν προσλάμβαναν αρκετό μη οξειδωμένο σίδηρο για να εξηγήσουν τα επίπεδα εξάντλησης και οξείδωσης σιδήρου που παρατηρούνται στα μάγματα που σχηματίζουν τον ηπειρωτικό φλοιό.
«Αυτά τα αποτελέσματα καθιστούν το μοντέλο κρυστάλλωσης γρανάτης μια εξαιρετικά απίθανη εξήγηση για το γιατί τα μάγματα από τα ηφαίστεια του ηπειρωτικού τόξου οξειδώνονται και στερούνται σιδήρου», είπε ο Cottrell.
«Είναι πιο πιθανό οι συνθήκες στον μανδύα της Γης κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό να δημιουργούν αυτές τις οξειδωμένες συνθήκες». Ο γεωλόγος πρόσθεσε ότι αυτό που τα αποτελέσματα της ομάδας δεν μπορούν να κάνουν αυτή τη στιγμή είναι να παρέχουν μια εναλλακτική υπόθεση για να εξηγήσουν τη δημιουργία ηπειρωτικού φλοιού, πράγμα που σημαίνει ότι τα ευρήματα θέτουν τελικά περισσότερα ερωτήματα από όσα απαντούν.
"Τι κάνει το οξειδωτικό ή το σίδηρο που καταστρέφει;" ρώτησε ο Κότρελ. "Αν δεν είναι κρυστάλλωση του γρανάτη στον φλοιό και είναι κάτι για το πώς φτάνουν τα μάγματα από τον μανδύα, τότε τι συμβαίνει στον μανδύα; Πώς τροποποιήθηκαν οι συνθέσεις τους;" Αυτές οι ερωτήσεις είναι δύσκολο να απαντηθούν, αλλά ο Cottrell αυτή τη στιγμή καθοδηγεί ερευνητές στο Smithsonian που ερευνούν την ιδέα ότι το οξειδωμένο θείο προκαλεί την οξείδωση του σιδήρου κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Περισσότερα,
https://www.space.com/earth-continents-formation-theory?utm_term=24AE37F5-CDBD-48CF-B2CA-18ED3C361D37&utm_campaign=58E4DE65-C57F-4CD3-9A5A-609994E2C5A9&utm_medium=email&utm_content=3B2232D6-2B2F-45DA-99C9-05C7E254E20B&utm_source=SmartBrief
https://www.insidescience.org/news/earths-first-continents-may-have-appeared-earlier-previously-thought
.jpg)
