Geologen hebben miljarden jaren geleden een nieuwe theorie ontwikkeld over de toestand van de aarde na onderzoek van de zeer oude rotsen gevormd in de aardmantel onder de continenten.

Assistent-professor Emma Tomlinson van Trinity College Dublin en professor Balz Kamber van de Queensland University of Technology hebben zojuist hun onderzoek gepubliceerd in een toonaangevend internationaal tijdschrift, Natuurcommunicatie .

De zeven continenten op aarde zijn elk gebouwd rond een stabiel interieur dat een craton wordt genoemd, en geologen geloven dat cratonstabilisatie zo'n 2,5-3 miljard jaar geleden van cruciaal belang was voor het ontstaan ​​van landmassa's op aarde.

Er is weinig bekend over hoe cratons en hun ondersteunende mantelkielen werden gevormd, maar belangrijke aanwijzingen zijn te vinden in peridotiet xenolieten, dat zijn monsters van mantel die naar het aardoppervlak worden gebracht door uitbarstende vulkanen.

Dr. Tomlinson, van Trinity's School of Natural Sciences, zei:

"Veel rotsen uit de mantel onder oude continenten bevatten een verrassende hoeveelheid silica - veel meer dan in jongere delen van de mantel wordt gevonden."

"Er is momenteel geen wetenschappelijke consensus over de reden hiervoor."

Het nieuwe onderzoek, die kijkt naar de wereldwijde gegevens voor mantelperidotiet, komt met een nieuwe verklaring voor deze waarneming.

Het onderzoek gebruikte een nieuw thermodynamisch model om te berekenen dat de ongebruikelijke mineralogie zich ontwikkelde toen zeer heet gesmolten gesteente - hoger dan 1700 °C - in wisselwerking stond met oudere delen van de mantel en dit veroorzaakte de groei van silicarijke mineralen.

"Al meer dan 1 miljard jaar van 3,8 tot 2,5 miljard jaar geleden, vulkanen barstten ook zeer ongebruikelijke lava's uit met een zeer lage viscositeit - lava die erg dun was, erg heet en bevatte vaak variabele hoeveelheden silica, "Dr. Tomlinson voegde eraan toe.

"Onze modellering suggereert dat de ongewone lava's in feite de gesmolten rotsen waren die op grote diepte in wisselwerking stonden met de mantel en deze interactie resulteerde in het variabele niveau van silica."

Professor Kamber, QUT, zei:

"Zowel de silicarijke rotsen in de diepe mantel als de vulkanische rotsen met een lage viscositeit werden zo'n 2,5 miljard jaar geleden niet meer door de aarde gemaakt. tijdschaal."

Wat deze grens veroorzaakte, blijft onbekend, maar het onderzoek biedt een nieuw perspectief.

Professor Kamber voegde toe:

"Dit kan te wijten zijn aan een verandering in de manier waarop de mantel stroomde. Toen de mantel langzaam begon te draaien, helemaal naar beneden naar de kern (2, 900km), de zeer hoge temperaturen van de Archaïsche eon waren niet langer mogelijk."