Hoe is de aarde ontstaan?
De aarde werd ongeveer 4,567 miljard jaar geleden gevormd door aanwas van een protoplaneet
Het grootste deel van de aarde is gesmolten als gevolg vanactief vulkanisme en frequente botsingen met andere ruimtevoorwerpen. Er wordt aangenomen dat een van deze grote inslagen leidde tot de kanteling van de aardas en de vorming van de maan.
Na verloop van tijd, dergelijke ruimtebombardementenstopte, waardoor de planeet kon afkoelen en een stevige korst vormde. Het water dat door kometen en asteroïden aan de planeet werd geleverd, verdichtte zich tot wolken en oceanen. De aarde werd eindelijk gastvrij voor het leven, en haar vroegste vormen verrijkten de atmosfeer met zuurstof.
De protoplanetaire schijf zoals gezien door de kunstenaar
Vorming van de eerste continenten
Geofysici hebben dat ongeveer 3 miljard jaar geleden ontdektDe aardkorst zwol tijdens een groeispurt. Slechts 1,5 miljard jaar na het ontstaan van de aarde werd de mantel, de laag silicaatgesteente tussen de korst en de buitenste kern, extreem heet. Magma sijpelde in fragmenten van de oudere korst erboven. Deze fragmenten vormden het begin voor de groei van moderne continenten.
Bewijs van planetaire groei is gevonden inoude zirkoonkristallen in sedimenten op de bodem van beekjes in Groenland. De extreem taaie kristallen van zirkoniumsilicaat werden gevormd tijdens een groeispurt van ongeveer 3 miljard jaar geleden.
Er waren waarschijnlijk verschillende gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde waarbij de korst werd gevormd. Maar deze wereldwijde injectie, die 3 miljoen jaar geleden plaatsvond, was absoluut een van de grootste.
Chris Kirkland, hoogleraar geowetenschappen aan de Curtin University
Voorafgaand aan deze sprong was de oude aardkorst veel dunner en zwakker dan nu. Uiteindelijk viel het uiteen in fragmenten van de schors, waaruit een nieuwe zou kunnen groeien.
Op dat moment piekte de temperatuur van de mantel vanwegeradioactief verval van elementen zoals uranium en kalium in de kern van de aarde. Het verhoogde ook de temperatuur en de restwarmte na de vorming van de planeet. Wereldwijde temperaturen stimuleerden de groei en de korst bleef ongeveer 200 miljoen jaar opzwellen, aldus de onderzoekers.
Hoe waren de eerste continenten?
Geologen van Monash University werpen een nieuw licht op de vroege geschiedenis van de aarde: zij verklaarden dat de continenten zwak waren en in de vroege periode vatbaar waren voor instorting.
We hebben de omstandigheden van de vroege aarde gereproduceerdcomputer numerieke modellen en toonde aan dat de uitstoot van interne oerwarmte, drie tot vier keer groter dan de huidige, een grote smelting in de ondiepe mantel veroorzaakte, die vervolgens als magma (gesmolten gesteente) naar het aardoppervlak werd uitgestoten.
Fabio Capitanio, arts en hoofdauteur van de studie
Volgens de onderzoekers werd de kleine mantel die bij dit proces was overgebleven, gedehydrateerd en gestold en vormde het de basis van de eerste continenten.
De resultaten van het werk verklaren dat de continenten voorheenwaren zwak en vatbaar voor vernietiging: ongeveer 4,5 tot 4,0 miljard jaar geleden. Vervolgens differentieerden ze zich geleidelijk en werden ze in de daaropvolgende miljard jaar rigide, en vormden later de kern van onze moderne continenten.
Het kwantitatieve model dat in de studie wordt gebruikt, verklaart de niveaus van het smelten van de mantel en de gelaagde structuren die in de meeste cratons op aarde worden aangetroffen.
Dit verklaart de overgang van Hadeya, diebestrijkt de eerste 500 miljoen jaar van de geschiedenis van de aarde, waarin de korst volledig werd gerecycled, tot het Archeïsche tijdperk (vier tot drie miljard jaar geleden), toen de continenten voor het eerst stolden.
De botsing van de aarde met de planeet Theia zoals gezien door de kunstenaar.
Wat is er verdwenen tijdens de vorming van de aarde?
Wetenschappers hebben een model gemaakt radioactiviteitoude rotsen van de aarde: het zet moderne modellen van de vorming van de continentale korst in twijfel. Er wordt aangenomen dat continenten verrezen veel eerder uit de zee dan eerder werd gedacht, maar werden vernietigd en er bleven geen sporen van over.
Wetenschappers van de Universiteit van Adelaide hebben er twee gepubliceerdstudies van het model van radioactiviteit van gesteenten gedurende miljarden jaren. Ze toonden aan dat de continentale korst van de aarde mogelijk dikker was, veel eerder dan de huidige modellen suggereren, en dat de continenten mogelijk al vier miljard jaar geleden hebben bestaan.
Als ons model correct blijkt te zijn, kan dat misschien wel het geval zijnvereisen een herziening van vele aspecten van ons begrip van de chemische en fysische evolutie van de aarde, inclusief de snelheid van continentale groei en misschien zelfs het begin van platentektoniek.
Onderzoekstekst
Dr. Hasterock en zijn afgestudeerde student Matthew Gard verzamelden75.800 geochemische monsters van stollingsgesteenten (zoals graniet) vermoedelijk gevormd met de eerste continenten. Ze schatten de radioactiviteit in deze rotsen vandaag en bouwden een model van gemiddelde radioactiviteit van vier miljard jaar geleden tot nu.
Alle rassen, zo leggen wetenschappers uit, bevattennatuurlijke radioactiviteit die warmte produceert en de temperatuur in de korst verhoogt. Het vervalt en hoe radioactiever het gesteente, hoe meer warmte het produceert.
Rotsen die gewoonlijk worden geassocieerd met continentale korsthebben een hogere radioactiviteit dan oceanische rotsen. Een gesteente dat vier miljard jaar oud is, zou ongeveer vier keer zoveel radioactiviteit hebben als nu.
Maar onderzoekers hebben een onverwacht tekort gevondenhet niveau van radioactiviteit in gesteenten ouder dan ongeveer twee miljard jaar. Toen ze zich aanpasten voor een hogere warmteproductie vanwege de hogere radioactiviteit die aanwezig had moeten zijn, verdween het tekort.
Wetenschappers denken dat dit gebeurde als gevolg van hoge radioactiviteit en hoge temperaturen: de rotsen smolten of werden gemakkelijk vernietigd door tektonische bewegingen.
Moderne modellen zeggen dat de continentenkwamen uit de oceanen tevoorschijn toen de aardkorst dikker werd. De auteurs zijn van mening dat een aanzienlijke hoeveelheid, zij het zeer onstabiele, continentale korst mogelijk al veel eerder heeft bestaan.
Het verband tussen het leven op aarde en de beweging van continenten
Nieuw onderzoek van de Universiteit van TexasAustin laat een mogelijk verband zien tussen het leven op aarde en de beweging van continenten. De bevindingen suggereren dat sedimenten, die vaak uit stukjes dode organismen bestaan, een sleutelrol kunnen spelen bij het bepalen van de snelheid van continentale drift.
De studie beschrijft hoe deposito's,bewegen onder tektonische platen, of subductie eronder, kan plaatbeweging reguleren en zelfs de snelle opkomst van bergketens en de groei van continentale korst beïnvloeden.
Sediment ontstaat wanneer wind, water en ijs bestaande rotsen eroderen of wanneer de schelpen en skeletten van microscopisch kleine organismen zoals plankton zich ophopen op de zeebodem.
Het is al lang bekend dat sedimenten in zones vallensubducties beïnvloeden de geologische activiteit, zoals de frequentie van aardbevingen. Maar tot nu toe werd aangenomen dat ze weinig effect hadden op de beweging van continenten. Dit komt omdat men dacht dat de snelheid van subductie afhankelijk was van de sterkte van de subductieplaat.
Continentale beweging wordt aangedreven door onderdompelingde ene plaat onder de andere, dus hier bepaalt de sterkte van het deel van de plaat dat in de aardmantel stort (en de energie die nodig is om deze te buigen) de snelheid van zijn beweging, maar het sediment heeft weinig effect.
Echter, vroeg onderzoek waarbij betrokken isUTIG-wetenschappers hebben aangetoond dat subductieplaten mogelijk zwakker en gevoeliger zijn voor andere invloeden dan eerder werd gedacht. Dit bracht onderzoekers ertoe op zoek te gaan naar andere mechanismen die de snelheid van de platen zouden kunnen beïnvloeden.
Ze beoordeelden hoe verschillende soorten rotsenkan het plaatgrensvlak beïnvloeden: de grens waar gesubduceerde platen samenkomen. Latere modellering toonde aan dat sedimentair gesteente een smerend effect tussen de platen zou kunnen creëren, waardoor het de subductie zou versnellen en de snelheid van de platen zou verhogen.
Dit mechanisme kan een complex in beweging zettenfeedbacklus. Naarmate de plaatsnelheid toeneemt, zal er minder tijd zijn voor het ophopen van sediment, waardoor de hoeveelheid ondergedompeld sediment zal afnemen.
Dit resulteert in een langzamere subductie, diekunnen bergen aan plaatgrenzen laten groeien, omdat de kracht van twee tegen elkaar botsen platen een stijging veroorzaakt. Op zijn beurt kan de erosie van deze bergen door wind, water en andere krachten leiden tot de vorming van meer sediment, dat terugkeert naar de subductiezone en de cyclus vernieuwt, waardoor de snelheid van subductie toeneemt.
Lees verder:
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben voorgesteld om de satelliet van Ceres te koloniseren
Kijk naar de zeldzaamste bliksemschichten: blauwe straaljager en elf uit het ISS