Een internationale studie onder leiding van de Monash University heeft een nieuw mechanisme onthuld dat de toestand van de aardkorst zo'n 2,5 miljard jaar geleden mogelijk heeft veranderd.

De studie, met onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum (Duitsland) en ETH Zürich (Zwitserland) is gepubliceerd in een recente editie van Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

De korst van de moderne aarde is constant in slow motion - hij beweegt met ongeveer de snelheid waarmee onze vingernagels groeien, legt hoofdonderzoeksauteur Dr. Priyadarshi Chowdhury uit, een onderzoeksmedewerker aan de Monash University School of Earth, Sfeer en Milieu.

"Dit heeft geresulteerd in het openen van oceanen (uitbreiding van de zeebodem) en het uit elkaar drijven van continenten door een proces, bekend als 'platentektoniek, '" hij zei.

"Sommige belangrijke kenmerken die het gevolg zijn van de huidige stijl van platentektoniek werden niet gevonden in de oudere rotsen, en dit is een dilemma.

"Ons werk laat zien dat de vroege aarde, ergens vóór 2,5 miljard jaar, bediend door een ander mechanisme dan de huidige platentektoniek."

Dr. Chowdhury, maakt deel uit van het Monash "Pulse of the Earth'-project onder leiding van Monash ARC Laureate Fellow Professor Peter Cawood. Het project heeft tot doel de oorsprong en evolutie van de continentale korst en zijn rol in de langetermijnontwikkeling van het aardsysteem vast te stellen.

De continentale korst herbergt de hulpbronnen waarvan we afhankelijk zijn, en de evolutie ervan beheerst de omgeving waarin we leven. Het meest fundamentele kenmerk van de korst is dat het record (inclusief bronnen) episodisch is in ruimte en tijd, toch is de oorsprong van deze periodiciteit onopgelost.

"De vroege aarde was heter dan nu en dit beïnvloedde de sterkte van de korst en mantel, " zei dr. Chowdhury.

"Onze studie toont aan dat onder deze omstandigheden de onderste korst afbladderde en terugzonk in de hetere mantel, " hij zei.

"Belangrijk, dit proces verklaart de kenmerken van dergelijke oude rotsen, die raadselachtig bleef.

"We denken dat het 'peel-back-proces' ook het zaad was voor onze planeet om moderne platentektoniek te ontwikkelen."

Het onderzoeksteam gebruikte wiskundige modellering om de dynamiek van dit peel-back-proces in kaart te brengen.

Tijdens dit proces volgden ze tegelijkertijd de druk- en temperatuuromstandigheden in verschillende segmenten van de korst.

Dit hielp hen om de soorten stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten te voorspellen die zich zouden vormen, en deze voorspellingen werden vergeleken met waargenomen rotsrecords op de vroege aarde.

"Deze veranderingen bepalen de koers van de evolutie van de aarde die uiteindelijk leidde tot haar huidige staat, die wordt gekenmerkt door continenten met een dikke kiezelkorst en oceanen met een dunne mafische korst, evenals de aanwezigheid van een zuurstofrijke atmosfeer en de proliferatie van leven, ' zei Dr. Chowdhury.

De schaarse geologische gegevens van de vroege aarde vormen een grote belemmering voor het ontrafelen van de tektonische omgeving die deze veranderingen veroorzaakte.

Numerieke modellering vult deze leemte op door geologen in staat te stellen de processen te begrijpen die destijds plaatsvonden en hoe ze de opstap vormden voor de planeet waarop we vandaag leven.

"Ons onderzoek heeft de tektonische omgeving kunnen identificeren die miljarden jaren geleden opereerde en die de aarde mogelijk op een reis naar de huidige planeet heeft gebracht, die de omgeving voor het leven biedt en de hulpbronnen waarvan we afhankelijk zijn, ' zei Dr. Chowdhury.