Yale-geofysici meldden dat de steeds veranderende, ondergronds netwerk van tektonische platen was meer dan 4 miljard jaar geleden stevig op zijn plaats - minstens een miljard jaar eerder dan wetenschappers algemeen dachten.

Tektonische platen zijn grote rotsblokken ingebed in de aardkorst en bovenmantel, de volgende laag naar beneden. De interacties van deze platen vormen alle moderne landmassa's en beïnvloeden de belangrijkste kenmerken van de planetaire geologie - van aardbevingen en vulkanen tot het ontstaan ​​van continenten.

"Begrijpen wanneer platentektoniek op aarde begon, is al lang een fundamenteel moeilijk probleem, " zei Jun Korenaga, een professor in aard- en planeetwetenschappen aan de Faculteit der Kunsten en Wetenschappen van Yale en senior auteur van de nieuwe studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang . "Als we dieper in de tijd teruggaan, we hebben minder geologische records."

Een veelbelovende proxy om te bepalen of tektonische platen operationeel waren, is de groei van continenten, zei Korenaga. Dit komt omdat de enige manier om een ​​stuk land ter grootte van een continent op te bouwen, is dat het omringende gesteente gedurende een lange periode diep blijft zinken - een proces dat subductie wordt genoemd en dat alleen mogelijk is door platentektoniek.

In de nieuwe studie Korenaga en Yale afgestudeerde student Meng Guo vonden bewijs van continentale groei die al 4,4 miljard jaar geleden begon. Ze bedachten een geochemische simulatie van de vroege aarde op basis van het element argon - een inert gas dat landmassa's in de atmosfeer uitstoten. Argon is te zwaar om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen, dus blijft het in de atmosfeer als een geochemisch grootboek.

"Vanwege de bijzondere kenmerken van argon, we kunnen afleiden wat er met de vaste aarde is gebeurd door dit atmosferische argon te bestuderen, "Zei Korenaga. "Dit maakt het een uitstekende boekhouder van oude gebeurtenissen."

Het grootste deel van het argon in de atmosfeer van de aarde is 40 Ar - een product van het radioactieve verval van 40K (kalium), die wordt gevonden in de korst en mantel van continenten. De onderzoekers zeiden dat hun model keek naar het atmosferische argon dat zich geleidelijk heeft opgehoopt in de geschiedenis van de planeet om de leeftijd van continentale groei te bepalen.

Een deel van de uitdaging bij het maken van hun simulatie, zeiden de onderzoekers, was het opnemen van de effecten van een geologisch proces genaamd 'korstrecycling'. Dit verwijst naar de cyclus waarmee continentale korst wordt opgebouwd, vervolgens geërodeerd tot sedimenten, en uiteindelijk weer ondergronds gedragen door tektonische plaatbewegingen - totdat de cyclus zichzelf vernieuwt.

De simulatie moest dus rekening houden met argongasemissies die geen deel uitmaakten van continentale groei.

"Het maken van continentale korst is geen eenrichtingsproces, ' zei Korenaga.