Studie poskytuje jasnější nové důkazy o pohybu raných tektonických desek, překlápění geomagnetických pólů.

Nový výzkum analyzující kusy nejstarších hornin planety přidává některé z dosud nejsilnějších důkazů o tom, že zemská kůra tlačila a táhla způsobem podobným moderní deskové tektonice nejméně před 3,25 miliardami let. Studie také poskytuje první důkaz o načasování výměny severního a jižního magnetického pólu planety.

Oba výsledky poskytují vodítka k tomu, jak tyto geologické změny vedly k prostředí příznivějšímu pro rozvoj života na této planetě.

Práce popsaná v PNAS Pod vedením harvardských geologů Aleca Brennera a Rogera Fooa se zaměřili na část kratonu Pilbara v západní Austrálii, jeden z nejstarších a nejstabilnějších kusů zemské kůry. Pomocí nových technik a zařízení vědci ukázali, že některé z nejstarších povrchů Země se pohybovaly rychlostí 6,1 cm za rok a 0,55 stupně každý milion let.

Tato rychlost je více než dvojnásobkem rychlosti pohybu starověké kůry v A Předchozí studium od stejných výzkumníků. Jak rychlost, tak směr tohoto příčného driftu se liší tektonické desky Jako nejlogičtější a nejmocnější vysvětlení.

„Zdá se, že existuje mnoho prací, které naznačují, že desková tektonika na počátku historie Země nebyla ve skutečnosti dominantním způsobem, jakým se vnitřní teplo planety uvolňuje tak, jak je tomu dnes prostřednictvím změny desek,“ řekl Brenner, Ph.D. . Kandidát na postgraduální školu umění a věd a člen paleomagnetické laboratoře Harvardské univerzity. „Tento důkaz nám umožňuje s větší jistotou vyloučit vysvětlení, která nezahrnují deskovou tektoniku.“

Vědci nyní mohou například argumentovat proti fenoménu zvanému „opravdová polární procházkaa ‚stagnující krycí tektonika‘, která může způsobit pohyb zemského povrchu, ale není součástí nedávného deskového tektonického pohybu. Výsledky se přiklánějí spíše k deskovému tektonickému pohybu, protože nově objevená vyšší rychlost je neslučitelná s aspekty ostatních dvou procesů .

V dokumentu vědci také popsali to, co je považováno za nejstarší důkaz, že Země obrátila svá geomagnetická pole, což znamená, že se překlopily magnetický severní a jižní pól. Tento typ klopného obvodu je na planetě Zemi běžný geologická historie Když se pól převrátil 183krát za posledních 83 milionů let a možná několik setkrát za posledních 160 milionů let, Podle NASA.

Zvrat vypovídá hodně o magnetickém poli planety před 3,2 miliardami let. Klíčem mezi těmito efekty je to magnetické pole Je pravděpodobné, že bude dostatečně stabilní a silný, aby zabránil slunečnímu větru erodovat atmosféru. Tento pohled spolu s nálezy o deskové tektonice poskytuje vodítka k podmínkám, za kterých se vyvíjely první formy života.

„Maluje tento raný obraz Země To už bylo geodynamicky vyzrálé, řekl Brenner. „Mělo mnoho stejných druhů dynamických procesů, které vedou k Zemi s podstatně stabilnějšími podmínkami prostředí a povrchu, díky nimž je život přístupnější k vývoji a vývoji.“

Dnes se vnější kůra Země skládá z asi 15 pohybujících se mas kůry neboli desek, které drží kontinenty a oceány planety. Během eonů se desky pohybovaly k sobě a od sebe, vytvářely nové kontinenty a hory a vystavovaly atmosféře nové horniny, což spustilo chemické reakce, které stabilizovaly povrchovou teplotu Země po miliardy let.

Je těžké získat důkaz o tom, kdy začaly tektonické desky, protože nejstarší kusy zemské kůry jsou zatlačeny do vnitřního pláště a nikdy se neobjeví. Pouze 5 procent všech hornin na Zemi je starších než 2,5 miliardy let a žádné horniny nejsou starší než asi 4 miliardy let.

Celkově studie k rostoucímu výzkumu dodává, že tektonický pohyb nastal relativně brzy v historii Země 4,5 miliardy let a že rané formy života vznikly v mírnějším prostředí. Členové projektu znovu navštívili Pilbara Craton v roce 2018, který se táhne asi 300 mil napříč. Kopali tam do tlusté, primitivní desky kůry, aby shromáždili vzorky, které byly v Cambridge analyzovány na jejich magnetickou historii.

Pomocí magnetometrů, demagnetizačního zařízení a kvantového diamantového mikroskopu – který vizualizuje magnetická pole vzorku a přesně určuje povahu magnetizovaných částic – vědci vymysleli řadu nových technik k určení stáří a způsobu, jakým se vzorky zmagnetizovaly. To umožňuje výzkumníkům určit, jak, kdy a kterým směrem se kůra posouvá, stejně jako magnetické síly z magnetických pólů Země.

Kvantový diamantový mikroskop byl vyvinut ve spolupráci s harvardskými výzkumníky z oddělení věd o Zemi a planetárních věd (EPS) a fyziky.

Pro budoucí studie plánují Fu a Brenner udržet své zaměření na Pilbara Craton a zároveň hledat další starověké korýše po celém světě. Doufají, že najdou starodávné důkazy o moderním pohybu desek a o překlopení magnetických pólů Země.

„Konečně, schopnost spolehlivě číst tyto velmi staré horniny otevírá mnoho možností pro pozorování časového období, které je často známé spíše z teorie než z tvrdých dat,“ řekl Fu, profesor EPS na College of Arts and Sciences. „Nakonec máme velkou šanci na obnovu nejen tehdy, když se tektonické desky začaly pohybovat, ale také jak se jejich pohyby – a tím i vnitřní procesy hluboké Země, které je tlačí – měnily v čase.“