Nieuw onderzoek van Curtin University naar het opnieuw mengen van het gelaagde diepe binnenste van de aarde suggereert dat mondiale plaattektoniekprocessen, die een cruciale rol speelden in het bestaan ​​van het leven op aarde, begon minstens 3,2 miljard jaar geleden te werken.

Gepubliceerd in Nature's Wetenschappelijke rapporten , onderzoekers van de Earth Dynamics Research Group van Curtin University hebben wereldwijde gegevens opnieuw geanalyseerd om plotselinge veranderingen in de chemische kenmerken van basalt- en komatiite-lavarotsen te detecteren, verondersteld te zijn afgeleid van de bovenste en onderste mantellagen van de aarde en tussen twee en vier miljard jaar geleden naar de oppervlakte uitgebarsten.

Hoofdonderzoeker Ph.D. Kandidaat de heer Hamed Gamal El Dien, van Curtin's School of Earth and Planetary Sciences, zei dat er veel wetenschappelijk debat was over de exacte startdatum van platentektoniek op aarde.

"Sommige wetenschappers geloven dat platentektoniek pas ongeveer 800 miljoen jaar geleden begon te werken, terwijl anderen denken dat het wel vier miljard jaar geleden zou kunnen gaan, kort na de vorming van onze planeet, ' zei meneer Gamal El Dien.

"Tot dusverre kwam bijna al het bewijs dat in dit debat werd gebruikt van nauwelijks bewaard gebleven geologische proxies aan het oppervlak, en er is weinig aandacht besteed aan het record dat door de diepe mantel van de aarde wordt bijgehouden - dit is waar ons onderzoek van pas komt.

"Voor de eerste keer, we konden aantonen dat een significante verschuiving in de samenstelling van de mantel (of een grote remixing van de mantel) ongeveer 3,2 miljard jaar geleden begon, wat wijst op een wereldwijde recycling van de aardkorstmaterialen terug naar de mantellaag, waarvan wij denken dat het het begin van de wereldwijde plaattektonische activiteit aangeeft."

Tijdens de vroegste stadia van de planetaire differentiatie van de aarde, de planeet was verdeeld in drie hoofdlagen:de kern, de mantel en de korst. Wetenschappers geloven dat er heel weinig vermenging zou zijn geweest tussen de lichtere korst en de veel dichtere mantel, tot het begin van de platentektoniek.

Maar door het voortdurende proces van subductie, sommige lichtere aardkorstmaterialen worden teruggevoerd naar de dichtere diepe aarde en opnieuw gemengd met de mantel. De vraag die de onderzoekers toen stelden was:wanneer begon dit wereldwijde en volledige remixproces?

"Met het basisproces van subductie in gedachten, we veronderstelden dat oude gesteentemonsters die op de korst werden gevonden, die uiteindelijk afkomstig zijn uit de diepe mantel, moet het bewijs van de eerste grote 'opschudding' in de mantellaag vertonen, het begin van plaatsubductie markeren als een essentieel onderdeel van plaattektonische processen, ' zei meneer Gamal El Dien.

Om dit onderzoek af te ronden, het team keek naar de tijdsvariatie van de isotopen en de chemische samenstelling van ongeveer 6, 000 van mantel afgeleide basaltische en komatitische lavarotsen, tussen de twee en vier miljard jaar oud.

Onderzoek co-auteur John Curtin, Distinguished Professor en Australische Laureate Fellow Professor Zheng-Xiang Li, hoofd van de Earth Dynamics Research Group, zei dat het onderzoek van groot belang is voor het begrijpen van de dynamische evolutie van onze planeet.

"Plaattektoniek op de planeet is verantwoordelijk voor de vorming van minerale en energiebronnen. Het speelt ook een vitale rol voor het voortbestaan ​​van de mensheid. Platentektoniek is uniek werkzaam op aarde, de enige bekende bewoonbare planeet, ' zei professor Li.

"Door onze retrospectieve analyse van van mantel afgeleide monsters, we ontdekten dat na de eerste chemische gelaagdheid en vorming van een harde schaal in de eerste miljard jaar van de 4,5 miljard jaar oude geschiedenis van de aarde, er was inderdaad een grote chemische 'opwekking' zo'n 3,2 miljard jaar geleden, " hij zei.

"We beschouwen deze 'opschudding' als het eerste directe bewijs van diepe aarde dat platentektoniek meer dan 3 miljard jaar geleden begon, wat leidt tot een stapsgewijze verandering in de samenstelling van de mantel, gevolgd door de zuurstofvoorziening van onze atmosfeer en de evolutie van het leven."