Onze planeet is uniek in het zonnestelsel. Het is de enige met actieve platentektoniek, oceaanbekkens, continenten en, zo ver we weten, leven. Maar de aarde in zijn huidige vorm is 4,5 miljard jaar in de maak; het is heel anders dan in een veel vroeger tijdperk.

Details over hoe, wanneer en waarom de vroege geschiedenis van de planeet zich ontvouwde zoals wetenschappers grotendeels zijn ontgaan, voornamelijk vanwege de schaarste aan bewaarde rotsen uit deze geologische periode.

Ons onderzoek, vandaag gepubliceerd in Nature, onthult dat de vroegste continenten van de aarde entiteiten in beweging waren. Ze verdwenen en verschenen meer dan 1,5 miljard jaar voordat ze eindelijk vorm kregen.

Vroege aarde:een vreemde nieuwe wereld

De eerste 1,5 miljard jaar van de geschiedenis van de aarde waren een tumultueuze periode die het toneel vormde voor de rest van de reis van de planeet. Er vonden verschillende belangrijke gebeurtenissen plaats, inclusief de vorming van de eerste continenten, de opkomst van land en de ontwikkeling van de vroege atmosfeer en oceanen.

Al deze gebeurtenissen waren het resultaat van de veranderende dynamiek van het binnenste van de aarde. Ze waren ook katalysatoren voor de eerste verschijningen van primitief leven.

Het bewaarde record van de eerste 500 miljoen jaar van de aarde is beperkt tot slechts een paar kleine kristallen van het mineraal zirkoon. In de komende miljard jaar of zo, kilometerlange (en grotere) rotsfragmenten werden gegenereerd en bewaard. Deze zouden de kernen van grote continenten gaan smeden.

Wetenschappers kennen de eigenschappen van gesteenten en de chemische reacties die moeten plaatsvinden om hun samenstellende mineralen te maken. Op basis hiervan, we weten dat de vroege aarde zeer hoge temperaturen had, honderden graden heter dan vandaag.

Een epische metamorfose

De aardkorst is tegenwoordig gemaakt van dik, drijvende continentale korst die trots boven de zee uitsteekt. In de tussentijd, onder de oceanen zijn dunne maar dichte oceanische korsten.

De planeet is ook opgedeeld in een reeks platen die bewegen in een proces dat 'continentale drift' wordt genoemd. In sommige plaatsen, deze platen drijven uit elkaar en in andere komen ze samen om machtige bergen te vormen.

Deze dynamische beweging van de tektonische platen van de aarde is het mechanisme waarmee warmte uit het binnenste wordt vrijgegeven in de ruimte. Dit resulteert in vulkanische activiteit die zich voornamelijk op de plaatgrenzen concentreert. Een goed voorbeeld is de Ring of Fire - een pad langs de Stille Oceaan waar vaak vulkaanuitbarstingen en aardbevingen zijn.

Om de processen te ontrafelen die op de vroege aarde plaatsvonden, we hebben computermodellen ontwikkeld om de ooit veel warmere omstandigheden na te bootsen. Deze omstandigheden werden gedreven door grote hoeveelheden interne "oerwarmte". Dit is de warmte die overblijft van toen de aarde voor het eerst werd gevormd.

Onze modellering laat zien dat het vrijkomen van oerwarmte tijdens de vroege stadia van de aarde (die drie tot vier keer heter was dan vandaag) veroorzaakte een uitgebreide smelting in de bovenmantel. Dit is het grotendeels vaste gebied onder de korst, tussen 10 km en 100 km diep.

Dit interne smelten creëerde magma dat, via een leidingsysteem, werd uitgeworpen als lava op de korst. De ondiepe mantel achtergelaten, droog en stijf, werd aan de korst gelast en vormde de eerste continenten.

De polsslag van het eerste leven

Ons onderzoek bracht een vertraging aan het licht tussen de vorming van de eerste aardkorst en de ontwikkeling van de mantelkielen aan de basis van de eerste continenten.

De eerste gevormde korst, die tussen 4,5 miljard en 4 miljard jaar geleden aanwezig was, was zwak en vatbaar voor vernietiging. Het werd in de loop van de volgende miljard jaar geleidelijk sterker en vormde de kern van moderne continenten.

Dit proces was cruciaal voor het stabiel worden van continenten. Toen magma uit het binnenste van de aarde werd verwijderd, stijve vlotten gevormd in de mantel onder de nieuwe korst, om het te beschermen tegen verdere vernietiging.

Bovendien, de opkomst van deze starre continenten leidde uiteindelijk tot verwering en erosie, dat is wanneer gesteenten en mineralen gedurende lange perioden afbreken of oplossen om uiteindelijk te worden afgevoerd en als sediment afgezet.

Vroege erosie zou de samenstelling van de atmosfeer van de aarde hebben veranderd. Het zou ook de oceanen van voedingsstoffen hebben voorzien, de ontwikkeling van het leven zaaien.

Uit onze waarnemingen, we concluderen dat het breken van de vroege aardkorst nodig was om plaats te maken voor een steviger vervanging. En als dit niet was gebeurd, we zouden de continenten niet hebben, noch leven, zoals we het kennen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.