science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuwe tijdlijn voorgesteld voor platentektoniek

Blootstelling van kimberliet in Siberië Krediet:Vladimir Malkovets

De geschiedenis van de aarde zou 'pre-plate tektonische' en 'plate tektonische' fasen moeten omvatten die minder dan een miljard jaar geleden begonnen, volgens een team van geowetenschappers in het tijdschrift Geologie .

De aarde is ongeveer 4,6 miljard jaar geleden gevormd. Toen het oppervlak afkoelde, het vormde een korst over een gesmolten magma-interieur. Geowetenschappers zijn het oneens over wanneer de platentektoniek begon - met name wanneer de bovenste laag van de korst, de lithosfeer, begon over de onderliggende mantel te glijden. Schattingen lopen uiteen van enkele tientallen miljoenen jaren na de vorming van de aarde, tot 750 miljoen jaar geleden.

Een deel van het debat gaat over het definiëren van platentektoniek. Geoloog Tatsuki Tsujimori van Tohoku University en collega's uit Canada en de Verenigde Staten suggereren dat 'true plate tektoniek' pas 750 miljoen jaar geleden begon. Ze stellen dat platentektoniek in de eerste plaats moet worden gedefinieerd door subductie:wanneer een tektonische plaat onder een andere plaat schuift, steil afdalen in de mantel eronder.

De steile hoek is de sleutel omdat het water en koolstofdioxide diep in de extreem hete mantel brengt. Vrijgekomen water en koolstofdioxide hopen zich op in de mantel, resulterend in vluchtige drukverhogingen in de mantel, die vrijkomen door te exploderen door de lithosfeer in een pijp.

Voorgestelde tijdlijn voor platentektoniek. Krediet:Tatsuki Tsujimori

Deze explosiebuizen worden kimberlieten genoemd, en sommige bevatten diamanten. Kimberlieten en verwante stollingsgesteenten worden alleen gevormd in oude continenten zoals Zuid-Afrika, Siberië, en Noord-Amerika. De meeste kimberlieten die tegenwoordig worden gevonden, zijn minder dan 1 miljard jaar oud, wat suggereert dat de ophoping van water en koolstofdioxide die nodig is voor dit soort uitbarsting, en dus de moderne stijl van subductie, relatief recent begonnen.

Dit artikel stimuleerde een "Discussion and Reply" in het tijdschrift. In hun antwoord, Tsujimori en zijn collega's zetten hun theorie uiteen in een grafiek die de geschiedenis van de aarde opdeelt in vijf fasen, waarvan de laatste platentektoniek is. Deze tijdlijn is anders dan die ontwikkeld door veel andere geologen, die beweren dat platentektoniek niet alleen diepe subductie omvat, maar ook ondiepe subductie en andere vormen van oppervlakterecycling die geowetenschappers 'stilstaande dekseltektoniek' noemen.

Microfoto van Siberische kimberliet met diamanthoudende mantel peridotiet xenoliet. Krediet:Tatsuki Tsujimori

Stilstaande dekseltektoniek wordt voorgesteld voor tektonisch en magmatisch krachtige planeten zoals Venus die geen platentektoniek hebben. Een dergelijk tektonisch regime vond waarschijnlijk al vroeg plaats toen de aarde nog veel heter was en de lithosfeer dunner, dus platen waren niet dicht genoeg om diep in de aarde te zinken of sterk genoeg om als plaat bij elkaar te blijven.