Wie wurde die Erde geformt?
Die Erde entstand vor etwa 4,567 Milliarden Jahren durch Akkretion aus einem Protoplaneten
Der größte Teil der Erde war dadurch geschmolzenaktiver Vulkanismus und häufige Kollisionen mit anderen Weltraumobjekten. Es wird angenommen, dass einer dieser großen Einschläge zur Neigung der Erdachse und zur Entstehung des Mondes führte.
Im Laufe der Zeit solche Weltraumbombengestoppt, was es dem Planeten ermöglichte, sich abzukühlen und eine feste Kruste zu bilden. Das von Kometen und Asteroiden auf den Planeten gelieferte Wasser verdichtete sich zu Wolken und Ozeanen. Die Erde wurde schließlich gastfreundlich und ihre frühesten Formen bereicherten die Atmosphäre mit Sauerstoff.
Protoplanetare Scheibe aus Sicht des Künstlers
Bildung der ersten Kontinente
Geophysiker haben das vor etwa 3 Milliarden Jahren entdecktNur 1,5 Milliarden Jahre nach der Entstehung der Erde schwoll die Erdkruste an, den Wissenschaftlern zufolge wurde der Mantel, die Silikatgesteinsschicht zwischen der Erdkruste und dem äußeren Kern, extrem heiß. Magma sickerte in Fragmente der darüber liegenden älteren Kruste ein. Diese Fragmente bildeten den Beginn für das Wachstum moderner Kontinente.
Hinweise auf planetarisches Wachstum wurden in gefundenalte Zirkonkristalle in Sedimenten am Grund von Bächen in Grönland. Die extrem starken Kristalle aus Zirkoniumsilikat, die sich während eines Wachstumsschubs vor etwa 3 Milliarden Jahren gebildet haben.
Es gab wahrscheinlich mehrere Ereignisse in der Geschichte der Erde, bei denen die Kruste gebildet wurde. Aber diese globale Injektion, die vor 3 Millionen Jahren stattfand, war definitiv eine der größten.
Chris Kirkland, Professor für Geowissenschaften an der Curtin University
Vor diesem Sprung war die alte Erdkruste viel dünner und schwächer als heute. Schließlich zerfiel es in Rindenfragmente, aus denen ein neues wachsen konnte.
Zu diesem Zeitpunkt erreichte die Temperatur des Mantels aufgrund vonradioaktiver Zerfall von Elementen wie Uran und Kalium im Erdkern. Es erhöhte auch die Temperaturen und die Restwärme, nachdem sich der Planet gebildet hatte. Die globalen Temperaturen trieben das Wachstum an und die Kruste schwoll etwa 200 Millionen Jahre lang weiter an, sagten die Forscher.
Wie waren die ersten Kontinente?
Geologen der Monash University haben ein neues Licht auf die frühe Geschichte der Erde geworfen: Sie gaben an, dass die Kontinente schwach seien und in der frühen Zeit zum Zusammenbruch neigen.
Wir haben die Bedingungen der frühen Erde reproduziertComputernumerische Modelle zeigten, dass die Freisetzung innerer Urwärme, die drei- bis viermal größer ist als die heutige, zu einem starken Schmelzen im flachen Erdmantel führte, das dann als Magma (geschmolzenes Gestein) an die Erdoberfläche ausgestoßen wurde.
Fabio Capitanio, Arzt und Hauptautor der Studie
Den Forschern zufolge wurde der nach diesem Prozess verbleibende kleine Mantel dehydriert und gefroren und bildete das Fundament der ersten Kontinente.
Die Ergebnisse der Arbeit erklären, dass die Kontinente zuvorwaren schwach und anfällig für Zerstörung: vor etwa 4,5 oder 4,0 Milliarden Jahren. Im Laufe der nächsten Milliarde Jahre differenzierten sie sich dann allmählich, verfestigten sich und bildeten später den Kern unserer modernen Kontinente.
Das in der Studie verwendete quantitative Modell erklärt den Grad der Mantelschmelze und der Schichtstrukturen, die in den meisten Cratons auf der Erde zu finden sind.
Dies erklärt den Übergang von Hadeya, dererstreckt sich über die ersten 500 Millionen Jahre der Erdgeschichte, in denen die Erdkruste vollständig recycelt wurde, bis zum Archaikum (vor vier bis drei Milliarden Jahren), als sich die Kontinente erstmals verfestigten.
Die Kollision der Erde mit dem Planeten Theia aus Sicht des Künstlers.
Was ist während der Entstehung der Erde verschwunden?
Wissenschaftler haben ein Modell erstellt. Radioaktivitätalte Gesteine der Erde: Es stellt moderne Modelle der Bildung der kontinentalen Kruste in Frage. Es wird davon ausgegangen, dass Kontinente stiegen viel früher als bisher angenommen aus dem Meer auf, wurden jedoch zerstört und es blieben keine Spuren mehr von ihnen übrig.
Wissenschaftler der Universität von Adelaide haben zwei veröffentlichtUntersuchungen des Modells der Radioaktivität von Gesteinen über Milliarden von Jahren. Sie zeigten, dass die Kontinentalkruste der Erde viel früher dicker gewesen sein könnte, als aktuelle Modelle vermuten lassen, und dass die Kontinente möglicherweise bereits vor vier Milliarden Jahren existierten.
Wenn sich unser Modell als richtig erweist, könnte es seinerfordern eine Überarbeitung vieler Aspekte unseres Verständnisses der chemischen und physikalischen Entwicklung der Erde, einschließlich der Geschwindigkeit des Kontinentalwachstums und vielleicht sogar des Beginns der Plattentektonik.
Forschungstext
Dr. Hasterock und sein Doktorand Matthew Gard sammeltenEs wird angenommen, dass sich 75.800 geochemische Proben magmatischer Gesteine (wie Granit) auf den ersten Kontinenten gebildet haben. Sie schätzten die Radioaktivität in diesen Gesteinen heute und erstellten ein Modell der durchschnittlichen Radioaktivität von vor vier Milliarden Jahren bis heute.
Alle Rassen, erklären Wissenschaftler, enthaltennatürliche Radioaktivität, die Wärme erzeugt und die Temperatur in der Kruste erhöht. Es zerfällt und je radioaktiver das Gestein ist, desto mehr Wärme erzeugt es.
Felsen, die üblicherweise mit kontinentaler Kruste in Verbindung gebracht werdenhaben eine höhere Radioaktivität als ozeanische Gesteine. Ein vier Milliarden Jahre altes Gestein hätte etwa die vierfache Radioaktivität wie heute.
Forscher haben jedoch einen unerwarteten Mangel festgestelltder Grad der Radioaktivität in Gesteinen, die älter als etwa zwei Milliarden Jahre sind. Wenn sie sich aufgrund der höheren Radioaktivität, die hätte vorhanden sein müssen, auf eine höhere Wärmeerzeugung einstellten, verschwand das Defizit.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies auf die hohe Radioaktivität und die hohen Temperaturen zurückzuführen ist: Das Gestein schmolz entweder oder wurde durch tektonische Bewegungen leicht zerstört.
Moderne Modelle sagen, dass die Kontinenteentstanden aus den Ozeanen, als sich die Erdkruste verdickte. Die Autoren gehen davon aus, dass eine beträchtliche Menge, wenn auch sehr instabiler, kontinentaler Kruste schon viel früher existiert haben könnte.
Die Verbindung zwischen dem Leben auf der Erde und der Bewegung der Kontinente
Neue Forschungsergebnisse der University of TexasAustin zeigt einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Leben auf der Erde und der Bewegung der Kontinente. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Sedimente, die oft aus Teilen toter Organismen bestehen, eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der Geschwindigkeit der Kontinentaldrift spielen könnten.
Die Studie beschreibt, wie AblagerungenDas Bewegen unter tektonischen Platten oder das Subtrahieren unter ihnen kann die Bewegung der Platte regulieren und sogar den raschen Anstieg der Gebirgszüge und das Wachstum der Kontinentalkruste beeinflussen.
Sedimente entstehen, wenn Wind, Wasser und Eis vorhandenes Gestein erodieren oder wenn sich die Schalen und Skelette mikroskopischer Organismen wie Plankton am Meeresboden ansammeln.
Es ist seit langem bekannt, dass Sedimente in Zonen fallenSubduktionen beeinflussen die geologische Aktivität, beispielsweise die Häufigkeit von Erdbeben. Bisher glaubte man jedoch, dass sie kaum Einfluss auf die Bewegung der Kontinente haben. Dies liegt daran, dass die Subduktionsrate vermutlich von der Stärke der subduzierenden Platte abhängt.
Die Kontinentalbewegung wird durch Eintauchen angetriebeneine Platte unter der anderen, daher hängt hier die Geschwindigkeit ihrer Bewegung von der Stärke des Teils der Platte ab, der in den Erdmantel eintaucht (und von der Energie, die erforderlich ist, um ihn zu biegen), aber das Sediment hat wenig Wirkung.
Früh Forschung mitUTIG-Wissenschaftler haben gezeigt, dass Subduktionsplatten möglicherweise schwächer und empfindlicher gegenüber anderen Einflüssen sind als bisher angenommen. Dies veranlasste die Forscher, nach anderen Mechanismen zu suchen, die die Geschwindigkeit der Platten beeinflussen könnten.
Sie beurteilten, wie unterschiedlich die Gesteinsarten sindkann die Plattenschnittstelle beeinflussen – die Grenze, an der subduzierte Platten aufeinandertreffen. Nachfolgende Modellierungen zeigten, dass Sedimentgestein eine Schmierwirkung zwischen den Platten erzeugen könnte, wodurch die Subduktion beschleunigt und die Geschwindigkeit der Platten erhöht würde.
Dieser Mechanismus kann einen Komplex in Gang setzenRückkopplungsschleife. Mit zunehmender Plattengeschwindigkeit bleibt weniger Zeit für die Sedimentansammlung, sodass die Menge an subduziertem Sediment abnimmt.
Dies führt zu einer langsameren Subduktion, diekann es Bergen ermöglichen, an Plattengrenzen zu wachsen, da die Kraft zweier miteinander kollidierender Platten einen Anstieg verursacht. Die Erosion dieser Berge durch Wind, Wasser und andere Kräfte kann wiederum zur Bildung von mehr Sedimenten führen, die in die Subduktionszone zurückkehren und den Zyklus wieder aufnehmen, wodurch die Subduktionsrate erhöht wird.
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