Vedci vylúčili jeden možný pôvod pre zemské kontinenty.
Napriek dôležitosti kontinentov Zeme a obrovským kúskom planétovej kôry, ktoré rozdeľujú jej oceány, sa vie len málo o tom, čo dalo vznik týmto veľkým pevninským masám, ktoré robia našu planétu jedinečnou v slnečnej sústave a zohrávajú významnú úlohu pri umožnení jej hostiteľskej krajiny. života.
Vedci roky predpokladali, že kryštalizácia opálu v magme pod sopkami bola zodpovedná za odstránenie železa zo zemskej kôry, čo umožnilo kôre zostať na hladine v moriach planéty. Teraz nový výskum spochybňuje túto teóriu a núti geológov a planetárnych vedcov prehodnotiť, ako odstrániť toto železo z materiálov, ktoré budú pokračovať pri vytváraní kontinentov, ktoré dnes vidíme na Zemi.
Súvisiace: Planéta Zem: všetko, čo potrebujete vedieť
Zemská kôra, vonkajší obal planéty, spadá do dvoch hrubých kategórií: staršia a hrubšia kontinentálna kôra; a mladšia a hustejšia oceánska kôra. Nová kontinentálna kôra vzniká, keď sa jej stavebné kamene dostanú na zemský povrch z kontinentálnych oblúkových sopiek. Tie sa nachádzajú v častiach zemegule, kde oceánske platne klesajú pod kontinentálne platne, oblasti nazývané subdukčné zóny.
Rozdiel medzi suchými kontinentálnymi kôrami a oceánskymi hlbokomorskými kôrami je nedostatok železa v kontinentálnej kôre. To znamená, že kontinentálne kôry sa vznášajú nad hladinou mora a vytvárajú masy suchej zeme, ktoré umožňujú pozemský život.
Predpokladá sa, že nízke hladiny železa nachádzajúce sa v kontinentálnej kôre sú výsledkom kryštalizácie granátov v magme pod týmito oblúkovými sopkami. Tento proces odstraňuje nezoxidované železo zo zemských platní a zároveň ho vyčerpáva z roztavenej magmy, čo spôsobuje, že sa pri vytváraní kontinentálnej kôry viac oxiduje.
Tím výskumníkov pod vedením asistentky profesorky Cornell University Megan Holy Cross a geovedkyne zo Smithsonian National Museum of Natural History Elizabeth Cottrell zlepšil pochopenie kontinentov tým, že sa rozhodol otestovať a vyvrátiť túto hypotézu, ktorá bola prvýkrát sformulovaná v roku 2018.
Povedal Cottrell v knihe spustiť (Otvorí sa na novej karte)a dodal, že tím bol skeptický voči kryštalizácii granátu ako vysvetleniu vztlaku kontinentálnej kôry.
Vytvorte drsné podmienky zo zeme v laboratóriu
Na testovanie granátovej teórie tím znovu vytvoril obrovský tlak a teplo nachádzajúce sa pod kontinentálnymi oblúkovými sopkami pomocou piestovo-valcových hrablí umiestnených v Smithsonian Museum. Vysokotlakové laboratórium (Otvorí sa na novej karte) A na Cornell University. Tieto kompaktné lisy, zložené z ocele a karbidu volfrámu, môžu vyvíjať obrovský tlak na malé vzorky hornín, pričom sú súčasne zahrievané okolitou valcovou pecou.
Vygenerované tlaky boli 15 000 až 30 000-krát vyššie ako v zemskej atmosfére a vytvorené teploty boli medzi 1 740 a 2 250 stupňami Fahrenheita (950 až 1 230 stupňov Celzia), dostatočne horúce na roztavenie horniny.
V sérii 13 rôznych laboratórnych testov vykonaných tímom Cottrell a Holicros pestovali vzorky granátov z roztavenej horniny pod tlakom a teplotami, ktoré simulovali podmienky vo vnútri magmatických komôr hlboko v zemskej kôre.
Tieto granáty pestované v laboratóriu boli analyzované pomocou röntgenovej absorpčnej spektroskopie, ktorá dokáže odhaliť zloženie tiel na základe toho, ako absorbujú röntgenové lúče. Výsledky boli porovnané s granátom so známymi koncentráciami oxidovaného a nezoxidovaného železa.
To odhalilo, že chalcedón rastúci z horniny v podpovrchových podmienkach neabsorboval dostatok neoxidovaného železa na vysvetlenie úrovní vyčerpania železa a oxidácie pozorovanej v magme, ktorá tvorí kontinentálnu kôru.
„Tieto výsledky robia z modelu granátového kryštálu veľmi nepravdepodobné vysvetlenie, prečo je magma z kontinentálnych sopiek oxidovaná a železo je vyčerpané,“ povedal Cottrell. „Je pravdepodobné, že podmienky v zemskom plášti pod kontinentálnou kôrou vytvárajú tieto oxidačné podmienky.“
Geológ dodal, že to, čo výsledky tímu momentálne nedokážu, je poskytnúť alternatívnu hypotézu na vysvetlenie vzniku kontinentálnej kôry, čo znamená, že výsledky v konečnom dôsledku vyvolávajú viac otázok, ako odpovedajú.
„Aký je účinok oxidačného činidla alebo ochudobneného železa?“ spýtal sa Cottrell. „Ak achát nekryštalizuje v kôre a má niečo spoločné s tým, ako sa magma dostala von z plášťa, čo sa deje v plášti? Ako bolo upravené ich zloženie?“
Na tieto otázky je ťažké odpovedať, ale Cottrell v súčasnosti vedie výskumníkov v Smithsonian Institution, ktorí študujú myšlienku, že oxidovaná síra spôsobuje oxidáciu železa pod zemským povrchom.
Výskum tímu bol zverejnený vo štvrtok (4. mája) v časopise vedy. (Otvorí sa na novej karte)
„Organizátor. Spisovateľ. Zlý kávičkár. Evanjelista všeobecného jedla. Celoživotný fanúšik piva. Podnikateľ.“
