Jordens platttektonik började för 3,6 miljarder år sedan

Jorden är den enda kända planeten som har komplex organisk materia, och denna förmåga är delvis

på grund av en annan funktion, somDet som gör planeten unik är plattektoniken. Ingen annan planetkropp känd för vetenskapen har en dynamisk skorpa som jordens, som är uppdelad i kontinentalplattor som rör sig, går sönder och kolliderar med varandra under eoner. Plattektoniken ger en länk mellan den kemiska "reaktorn" i jorden och dess yta som skapade en beboelig planet, från syre i atmosfären till koncentrationer av klimatreglerande koldioxid. Men när och hur plattektoniken började förblir ett mysterium.

Den nya studien använder zirkoner - mestde äldsta mineralerna som någonsin upptäckts på jorden för att ge en inblick i planetens forntida förflutna. Den äldsta zirkonen i studien, som kommer från Jack Hills i västra Australien, var cirka 4,3 miljarder år gammal, vilket innebär att dessa nästan oförstörbara mineraler bildades när jorden själv var i sin linda i bara cirka 200 miljoner år. Tillsammans med andra forntida zirkoner som samlats in i Jack Hills i jordens tidigaste historia för upp till 3 miljarder år sedan, är dessa mineraler de närmaste forskarna till kontinuerliga kemiska register över den framväxande världen.

"Vi rekonstruerade som jordenutvecklats från en smält boll av sten och metall till vad vi har idag. Ingen av de andra planeterna har kontinenter, flytande hav eller liv. På sätt och vis försöker vi svara på frågan om varför jorden är unik, och vi kan svara på den frågan med dessa zirkoner."

Michael Ackerson, forskningsgeolog vid Smithsonian National Museum of Natural History

Att titta på jordens förflutna i miljarder år,Ett forskargrupp samlade 15 stenar i grapefruktstorlek i Jack Hills och malte ner dem till sina minsta beståndsdelar och slipade dem till sand. Lyckligtvis är zirkoner väldigt täta, så det är relativt enkelt att skilja dem från resten av sanden med en teknik som liknar guldtvätt.

Teamet testade över 3 500 zirkoner varderabara ett par människohår breda genom att blåsa upp det med en laser och sedan mäta deras kemiska sammansättning med en masspektrometer. Dessa tester avslöjade ålder och kemisk sammansättning för varje zirkon. Av de tusentals testade var cirka 200 studerbara på grund av de miljarder år som dessa mineraler har genomgått sedan starten.

Åldern på zirkon kan bestämmas med en högnoggrannhet, eftersom varje zirkon innehåller uran. Den kända radioaktiva karaktären hos uran och den väldefinierade sönderfallshastigheten gör det möjligt för forskare att rekonstruera livstid för detta mineral.

Forskargruppen var också intresserad avaluminiuminnehåll i varje zirkon. Tester av moderna zirkoner visar att zirkoner med hög aluminiumhalt endast kan erhållas på ett begränsat antal sätt, vilket gör det möjligt för forskare att använda närvaron av aluminium för att dra slutsatsen om vad som kan ha hänt, geologiskt sett, under bildandet av zirkonen.

Efter att ha analyserat resultaten av en hundratals studieAv de tusentals användbara zirkoner som testades fann forskare en markant ökning av aluminiumkoncentrationen för cirka 3,6 miljarder år sedan. I slutändan drog de slutsatsen att stenar smälter djupare under jordytan, vilket innebär att planetens skorpa blir tjockare och börjar svalna, och att denna förtjockning av jordskorpan var ett tecken på att en övergång till modern plåtektonik äger rum.

Läs också:

Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?

Kärnreaktionerna intensifierades i reaktorn i kärnkraftverket i Tjernobyl.

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?