Platetektonikk oppsto for 3,2 milliarder år siden

Jordens moderne platetektonikk kom i gang for 3,2 milliarder år siden, viser ny forskning. Det har formet den kloden vi kjenner i dag.
8.6 2012 05:00


Jorden begynte langsomt å få sitt utseende for 3,2 milliarder år siden. Da oppsto den moderne platetektonikken. Det har hatt innflytelse på alt fra kontinentenes utforming og klimaet til livets utvikling på jorden. (Foto: NASA)

Vulkaner, jordskjelv, tsunamier, hav, kontinenter, klimaet og til og med livet på jorden er påvirket av jordskorpens bevegelser. Platetektonikk er med andre ord fundamentet nesten alt annet bygger på.

Men mekanismen i jordskorpens bevegelse har ikke alltid vært den samme. Den oppsto først for 3,2 milliarder år siden, viser ny forskning.

Resultatet er nettopp publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature.

– Vi kommer med svaret på en diskusjon som er svært sentral i forståelsen av jordens utvikling. Det skjedde et skifte i de fundamentale mekanismene bak jordskorpens bevegelser for 3,2 milliarder år siden. De nye resultatene kan brukes til å forstå hvordan havene og klimaet er underlagt bevegelser i jordens ytterste skall, forteller prosjektforsker ved GEUS, og ved Nordisk Center for Jordens utvikling ved Københavns Universitet, Tomas Næraa.

Han står bak den nye undersøkelsen sammen med en gruppe forskere fra Sverige og Australia.

Dette er platetektonikk

Det er platetektonikken som bestemmer hvordan kontinentene og jordskorpen blir dannet, og hvordan kontinentene beveger seg rundt på jordoverflaten. Kontinentenes plassering har påvirket havstrømmene, noe som igjen påvirker klimaet.

Derfor er platetektonikk avgjørende for hvordan livet har oppstått og utviklet seg.

Platetektonikk oppstår fordi smeltet steinmateriale stiger opp fra mantelen til jordskorpen langs oseanrygger som ligger som lange belter rundt jorden. På geologiske kart ser de ut som enorme fjellkjeder under havet.

Her blir havbunnen dannet av oppstigende magma, som kontinuerlig danner ny havbunn når platene driver fra hverandre.

Havbunnen er relativt ung (0–200 millioner år gammel) og tynn (rundt syv kilometer i gjennomsnitt) og består av tung basalt. Den kontinentale skorpen er langt eldre (opp til fire milliarder år). Den er også tykkere og består av lettere materiale, ofte granitt. Denne vektforskjellen har stabilisert den kontinentale skorpen gjennom geologisk tid.

Når havbunnen møter kontinentalplatene, presses havbunnen ned og blir smeltet inn i mantelen. Dette kalles subduksjon. Det nye steinmaterialet kommer opp til jordskorpen igjen i form av magma og danner grunnlaget for at kontinentalplatene kan vokse.

På den måten blir det hele tiden dannet ny jordskorpe under havene, slik at kontinentalplatene blir større.

Avløste eldre system

Platetektonikken, i dens nåværende form, har ikke eksistert i hele jordens levetid, viser forskningen til Tomas Næraa. Platetektonikken oppsto først for 3,2 milliarder år siden og avløste et annet system som eksisterte før det. Antagelig oppsto skiftet fordi mantelen ble kjølt ned.

Men hvordan ble kontinentene dannet? Det er et spørsmål som ikke er så enkelt å besvare.

Det forrige systemet hadde nemlig ikke subduksjonssoner; dermed ble det ikke dannet noe materiale som kunne lage kontinentene.

– Vi har forestillinger om at de eldste delene av kontinentene ble dannet ved smelting av gammel havbunn, som av en eller annen grunn kunne eksistere over lange tidsrom uten å synke ned. Det kan være slik kontinentene har oppstått, sier Næraa.

Grønlands undergrunn inneholder nøkkelen i fortiden

I forskningen sin har Næraa samlet inn steinprøver i området omkring Nuuk på Grønland. Grønlands undergrunn inneholder stein fra de eldste kontinentene på jorden, og området er en skattekiste for geologer.

Næraa har gjennomført isotopundersøkelser av zirkon, hafnium og oksygen for å bestemme hvor gamle steinene er og hvilke prosesser som foregikk da de ble dannet.

Resultatene viser at noen bergarter ble dannet allerede for mellom 3,8 og 3,6 milliarder år siden – altså før den tektoniske dynamikken oppsto. Andre bergarter er dannet for mellom 3,2 og 2,8 milliarder år siden, og isotopsignaturen i steinene forteller at de oppsto under den platetektoniske dynamikken vi fremdeles har i dag.

– Det er interessant å se at livet oppsto på jorden på et tidspunkt hvor hele systemet som kontrollerer alt fra klima til atmosfære var så annerledes, sier Næraa.

Referanse:

Hafnium isotope evidence for a transition in the dynamics of continental growth 3.2 Gyr ago, Nature, doi:10.1038/nature11140

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Fakta:

Områder hvor havbunnen blir presset ned under kontinentalplatene, kalles for subduksjonssoner.

Fakta:

Den nyeste forskningen viser at opp mot 70 prosent av kontinentene allerede var dannet for 2,5 milliarder år siden. Siden den gang har platetektonikken langsomt fylt mer materiale på kontinentene, slik at de er vokst til sin nåværende størrelse.

Fakta:

Tomas Næraa har brukt isotopanalyser til å bestemme alderen på bergarter og de prosessene som formet dem.

I en isotopundersøkelse ser man på sammensetningen av variasjoner innenfor et gitt atom. Det finnes flere former for oksygen, hvor hver type er en isotop med ulikt antall nøytroner.

Sammensetningen av isotoper kan fortelle forskerne noe om de bergartene de undersøker. For eksempel bruker forskerne oksygenisotoper til å fortelle noe om de prosessene som dannet en bestemt bergarten.

Emneord