Voor de eerste keer, ETH-wetenschappers hebben met succes de vorming van continentale korst in de Archean nagebootst met behulp van een computersimulatie. Het model helpt wetenschappers om processen die drie tot vier miljard jaar geleden plaatsvonden beter te begrijpen.

De huidige vorming van continentale korst kan worden onderzocht in het kader van platentektoniek; echter, het is onduidelijk hoe continentale korst zich in het Archeïsche gebied heeft kunnen vormen, een periode van drie tot vier miljard jaar geleden, toen er nog geen platentektoniek was.

In het journaal Natuur , geofysici onder leiding van Antoine Rozel, een senior assistent bij het Instituut voor Geofysica aan de ETH Zürich, hebben nu een computermodel gepresenteerd dat waarschijnlijk brandstof zal toevoegen aan het wetenschappelijke debat. Met hun model ze waren voor het eerst in staat om de oorsprong van eerdere continentale korst te recreëren, iets wat tot nu toe bijzonder uitdagend was gebleken.

Venus of Io?

Voor hun computermodel de onderzoekers lieten zich inspireren door twee tegengestelde verklarende benaderingen. Eén benadering stelt dat het Archeïsche aardkorstmateriaal alleen werd opgebouwd door vulkanische activiteit, zoals is gesuggereerd te gebeuren op Jupiters maan Io. De andere benadering, daarentegen, veronderstelt dat nieuwe korst werd gevormd door de opeenhoping van magma dat warm blijft in de korst, zou het geval kunnen zijn op Venus.

De simulaties van de ETH-onderzoekers konden geen van beide extreme posities bevestigen, omdat geen van beide benaderingen een continentale korst produceert die is samengesteld zoals deze zou moeten zijn gebaseerd op veldwaarnemingen.

Temperatuur en druk nauw gedefinieerd

"De rotsen van de oorspronkelijke continentale korst konden zich alleen vormen onder relatief nauw gedefinieerde temperatuur- en drukomstandigheden. In beide extremen, deze voorwaarden bestaan ​​niet, " legt Rozel uit. "Als een nieuwe korst alleen door vulkanen wordt gevormd, waarbij het magma direct aan het aardoppervlak afkoelt, de korst zou te koud zijn. Omgekeerd, de korst in de andere benadering zou heter zijn dan het zou moeten zijn."

Daarentegen, de ideale situatie is wanneer de korst wordt gecreëerd door een mengsel van de twee mechanismen, bij voorkeur wanneer ongeveer 30 procent van de nieuwe korst wordt gevormd door vulkanisme. Dit resulteert in een gesteentesamenstelling die lijkt op wat er aan de westkust van Groenland te vinden is, bijvoorbeeld.

Tweedimensionaal en globaal

Voor de onderzoekers om hun model te berekenen, echter, ze moesten compromissen sluiten. Hoewel hun model globaal is, het is slechts tweedimensionaal. "Als we een hoge regionale resolutie en een driedimensionaal model hadden gewild, we hadden de berekeningen tien jaar op een supercomputer moeten uitvoeren, ' zegt Rozel.

In hun model de onderzoekers beschouwden verschillende hoeveelheden, zoals temperatuur, druk, watergehalte van het gesteente en zijn viscositeit, en de processen tot 100 keer gesimuleerd om de parameters met verschillende waarden te testen.