اگر سن اولین سنگ‌های قاره‌ای بر اساس داده‌های جدید و تاریخ‌گذاری دائماً مورد بازبینی قرار می‌گیرد، سؤال دیگری دانشمندان را به خود مشغول می‌کند. اولین قاره ها چه زمانی و چگونه به سطح اقیانوس ها رسیدند؟ یک مطالعه جدید نشان می دهد که این مرحله حیاتی از اولین ظهور قاره ممکن است بسیار زودتر از آنچه قبلاً 3.3 میلیارد سال پیش تصور می شد رخ داده باشد.
[ویدئو] یک میلیارد سال در 40 ثانیه خلاصه می شود: زمین ساخت صفحه محققان حرکات صفحات تکتونیکی را در طول میلیارد سال گذشته مدل کرده اند.
درک چگونگی تشکیل اولین پوسته قاره ای موضوعی است که به شدت مورد بحث است، عمدتاً به دلیل تعداد بسیار محدودی از سنگ ها که می توانند شاهد این اتفاق اولیه در تاریخ سیاره ما باشند. با این حال، ساخت قاره‌ها نقش عمده‌ای در برقراری حیات بر روی زمین ایفا کرد و برای موجودات اولیه محیطی مناسب برای توسعه آنها فراهم کرد.
اگر قدمت قدیمی ترین سنگ های قاره ای بیش از 4 میلیارد سال تخمین زده شود، این بدان معنا نیست که در آن زمان مناطق خشکی وجود داشته است. زیرا ساخت قاره ها به خوبی در کف اقیانوس ها آغاز شده است. و مدت زمانی که طول کشید تا اولین توده‌های قاره‌ای ظهور کنند، همچنان به طور گسترده مورد بحث است، و حداقل می‌توان گفت مکانیسم‌هایی که این مرحله مهم را مورد حمایت قرار دادند. اجماع کنونی این است که ظهور زیرهوائی اولین قاره ها حدود 2.5 میلیارد سال پیش آغاز شده و با شروع تکتونیک صفحه ای همراه بوده است.
در حال حاضر، تکتونیک صفحه محرک اصلی افزایش قاره است، عمدتاً از طریق مکانیسم فرورانش/برخورد . مطالعه‌ای که اخیراً در مجله PNAS منتشر شده و توسط محققان استرالیایی انجام شده است، نشان می‌دهد که اولین قاره 3.3 تا 3.2 میلیارد سال پیش، یعنی 700 میلیون سال زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، از آب‌ها پدید آمده است.
این مطالعه بر اساس تجزیه و تحلیل سنگ های رسوبی از کراتون های آرکئن است. کراتون ها نمایانگر قدیمی ترین مناطق پوسته قاره ای روی زمین هستند و در واقع زمین بازی دانشمندانی هستند که در حال مطالعه شکل گیری و تکامل قاره های اولیه هستند. نویسندگان به‌ویژه بر کراتون سینگهوم که در بخش شرقی هند وجود دارد، اما ممکن است در ابتدا با کراتون‌های آفریقای جنوبی و استرالیای غربی مرتبط باشد، تمرکز کرده‌اند.
استان های اصلی زمین شناسی زمین. کراتون ها به رنگ نارنجی (سپر) نشان داده شده اند. © USGS، Wikimedia Commons ، دامنه عمومی
سنگ های رسوبی مورد مطالعه از تغییر و فرسایش از سنگ های قاره اصلی در زیر آب تشکیل شده است، و قدمت آمده سنگ زیرکن به روش اورانیوم سرب اجازه سن خود را به در 3.3-3، 2 میلیارد سال برآورد شده است. اما آنچه به محققان اجازه داد تا مدل جدید خود را توسعه دهند، این واقعیت است که این سنگ‌ها دارای آثاری هستند که گواه عمل باد یا امواج (علامت‌های موج دار) هستند و وجود شرایط زیر هوایی یا محیط‌های کم عمق دریایی (ساحل یا قاره‌ای) را اثبات می‌کنند. قفسه ). بنابراین، این قاره ابتدایی بیش از 3 میلیارد سال پیش ظهور کرده است، زمانی که فرض می‌شود هنوز تکتونیک صفحه‌ای وجود نداشته است.
امواج فعلی (علامت های موج دار ) در یک سری فسیل شده. © بخش SSP اتحادیه علوم زمین اروپا، imaggeo.egu.eu
بنابراین نویسندگان این مطالعه سناریوی دیگری را برای توضیح این ظهور اولیه قاره پیشنهاد می کنند. کراتون Singhbhum در زیر سطح اقیانوس ها، با انباشته شدن تدریجی گدازه ها ، تا زمانی که ضخامت آن به 50 کیلومتر می رسید، تشکیل می شد. بنابراین، 300 تا 400 میلیون سال فعالیت مداوم آتشفشانی برای ساخت این فلات زیردریایی ، قاره آینده، ضروری بوده است. اما چگونه این پوسته قاره ای بدوی پدیدار شد؟ سپس نویسندگان اصل ایزوستاز را استناد می کنند، که می تواند به عنوان نیروی رانش ارشمیدسی اعمال شده بر مواد زمینی نشان داده شود.
گوشته بالایی متراکم است و بسیار سنگین تر از سنگ هایی است که پوسته قاره ای را تشکیل می دهند. اگر در ابتدا وزن قفسه ماگمایی در حال ساخت باعث فرو رفتن آن در گوشته زیرین شود، قوانین ایزوستاز به این معنی است که به تعادل مجدد تمایل پیدا می کند و مواد قاره را با چگالی کمتر به سمت بالا می راند. این فرآیند، که از تکتونیک صفحه ای فارغ است، می تواند توضیح دهد که چگونه اولین قاره ها به سرعت به ظهور رسیدند.
اما چه کسی می گوید سرزمین پدید آمده به معنای ایجاد تالاب ها و مناطق ساحلی، محیط های کم عمق و حفاظت شده، مساعد برای توسعه زندگی است. علاوه بر این، فرسایش و هوازدگی این قاره بسیار جوان می تواند مقدار قابل توجهی از مواد مغذی مانند فسفر و سایر عناصر اساسی لازم برای توسعه حیات دریایی را وارد اقیانوس کند. بنابراین محققان ظهور قاره را با افزایش قابل توجهی در تولید اکسیژن مرتبط می دانند. این مرحله همچنین می تواند اثر پمپاژ CO 2 اتمسفر ، ایجاد مناطق سردسیر و تشکیل اولین یخچال های طبیعی را داشته باشد. اولین گام اساسی برای زیست پذیری زمین.
مقاله توسط Céline Deluzarche منتشر شده در 04/28/2021
پوسته قاره ای که برای تکتونیک صفحه و پیدایش حیات روی زمین ضروری است، چه زمانی شکل گرفت؟ سرنخ ها کمیاب هستند و بر روش های غیر قابل اعتماد تکیه دارند. گروهی به تازگی با استفاده از باریت یک قراریابی جدید انجام داده اند که در طول زمان سن آنها را بیشتر به عقب می برد.
زمین تنها سیاره شناخته شده ای است که تکتونیک صفحه ای در آن فعال است، که امکان ظهور زمین و تشکیل بیوسفر را فراهم کرده است. مطالعات مختلف نشان داده است که تکتونیک صفحه‌ای بین اواخر هادین در حدود 4 میلیارد سال پیش و 700 میلیون سال پیش آغاز شده است. حداقل می گویند مقیاس زمانی. چون به شدت سرنخ نداریم.
در حال حاضر، پوسته قاره ای از ذوب جزئی سنگ های گوشته یا بازالت های اقیانوسی در مناطق فرورانش تشکیل می شود. اما در طول آرکئن (بیش از 2.5 میلیارد سال پیش)، زمین بسیار گرمتر بود و پوسته اقیانوسی فرورانش بسیار سریعتر به دمای ذوب خود رسید، حتی قبل از اینکه "بازیافت" شود. به طور ناگهانی، به سختی اثری از این پوسته جوان وجود دارد: طبق یک مطالعه در سال 2020 ، کمتر از 7 درصد از پوسته قاره ای کنونی بیش از 3 میلیارد سال سن دارد.
بنابراین ما باید به سرنخ های دیگر روی آوریم. روش‌های قدمت فعلی عمدتاً بر اساس ایزوتوپ‌های استرانسیم موجود در کربنات‌های دریایی است. در واقع، هنگامی که پوسته قاره ای فرسایش یا تغییر می یابد، مواد معدنی یا مواد مغذی را به اقیانوس اضافه می کند که در کربنات های دریایی رسوب می کنند. اما همانطور که دیدیم، بیش از 3 میلیارد سال، این سنگ‌ها کمیاب هستند و احتمالاً دگرگون شده یا به سادگی تغییر یافته‌اند، به طوری که نتیجه‌گیری از آنها دشوار است.
در حال حاضر، پوسته قاره ای با "بازیافت" سنگ ها در گوشته، در مناطق فرورانش تشکیل شده است. © barks، Adobe Stock
بنابراین تیمی از محققان به تازگی روش جدیدی برای ردیابی اولین ظهور سنگ های باستانی پیدا کرده اند: باریت. این ماده معدنی از ترکیب سولفات های حاصل از مخلوط شدن آب دریا با باریم از دریچه های گرمابی تشکیل شده است. دزیره روردینک، ژئوشیمیدان دانشگاه برگن در نروژ، و نویسنده این مطالعه که در دانشگاه برگن در نروژ ارائه شده است، بر خلاف کربنات ها، ترکیب شیمیایی و ایزوتوپی آن در طول زمان یکسان باقی می ماند و یک "ثبت اقیانوسی" واقعی را تشکیل می دهد که بازسازی رویدادهای باستانی را ممکن می کند. مجمع عمومی اتحادیه علوم زمین اروپا
روردینک و تیمش شش ذخایر مختلف را در سه قاره مجزا آزمایش کردند که از حدود 3.2 تا 3.5 میلیارد سال پیش متغیر بود. آنها نسبت ایزوتوپ‌های استرانسیوم را در باریت محاسبه کردند و از آنجا نتیجه گرفتند که سنگ قاره در اقیانوس هوازدگی کرده و با باریت ترکیب می‌شود. آنها دریافتند که هوازدگی حدود 3.7 میلیارد سال پیش، 500 میلیون سال زودتر از آنچه قبلا تصور می شد، آغاز شد.
با این حال، مطالعات قبلی با تکیه بر زیرکون‌های آواری ، دانه‌های کوچک ناشی از فرسایش که در سنگ‌های آذرین یافت می‌شوند و برای تاریخ‌گذاری سنگ‌ها استفاده می‌شوند، به عقب‌تر برمی‌گردند. "این سنگ های رسوبی از جک هیلز (در استرالیا)، سپرده 3 میلیارد سال پیش، شامل، برای مثال، سنگ زیرکن آواری که سن بین 4 و 4.4 میلیارد سال، این است که می گویند – به سختی 170 میلیون سال پس از برافزایش از سیاره ما »، کریستین نیکولت در مجله Biologie Géologie تصریح می کند . گنیس‌های آکاستا در کانادا، قدیمی‌ترین صخره‌هایی که تا به امروز شناخته شده‌اند، حتی به 4.02 میلیارد سال قبل باز می‌گردند.
این واقعیت باقی می ماند که امروزه به سختی پوسته قاره ای تشکیل شده است، دومی فقط "تجدید" شده است. این نشان می دهد که قاره ها هرگز سطح کره زمین را نخواهند پوشاند. اما با اساسی‌تر شدن در ترکیب، آنها می‌توانند روزی غرق شوند و سنگین‌تر شوند. » این سیاره پس از آن دوباره خود را در زیر آب غوطه ور خواهد یافت، همانطور که 3 میلیارد سال پیش بود .
مقاله توسط Laurent Sacco منتشر شده در 07/10/2020
آنالیزهای جدید سنگ‌هایی که قدمت چند میلیارد سال پیش به دست آمده‌اند، از طریق روش جدید ژئوشیمی ایزوتوپی با یکی از مکانیسم‌های تولید پوسته قاره‌ای موافق نیستند. توضیح دیگری را باید جستجو کرد، شاید در چارچوب تئوری تکتونیک صفحه ای.
تقریباً 50 سال پس از تشکیل تئوری تکتونیک صفحه‌ای، چارچوبی ضروری برای درک پدیده‌های زمین‌شناسی برای حداقل یک میلیارد سال روی زمین، ما هنوز واقعاً نمی‌دانیم که قاره‌ها چگونه یا چه زمانی تشکیل شده‌اند. چندین عنصر هنوز به دست آمده است.
می دانیم که هسته های پوسته قاره ای در قاره ها وجود دارد که قدمت آنها تقریباً به 4 میلیارد سال می رسد. آن‌ها کراتون نامیده می‌شوند و اغلب حاوی توده‌هایی از سنگ‌های نفوذی با ترکیب گرانیتی ( کوارتز و فلدسپات)، اما حاوی تنها بخش کوچکی از فلدسپات پتاسیم به نام تونلیت-ترونجمیت-گرانودیوریت یا TTG هستند.
" ژئوشیمی و کیهان شیمی مطالعه عناصر شیمیایی برای درک تاریخ زمین و سیارات است… " مصاحبه با مانوئل موریرا، استاد دانشگاه پاریس دیدرو، و اعضای تیمش. © کانال IPGP
ما همچنین می دانیم که در طول دوره آرکئن، دوره زمین شناسی که بین 4 میلیارد سال تا 2.5 میلیارد سال طول می کشد، زمین گرمتر و با گوشته همرفتی تری بود که توسط Futura در مقاله قبلی زیر توضیح داده شد. اگر صفحات تکتونیکی قبلاً وجود داشت، احتمالاً کوچکتر و با حرکات رانش سریعتر بودند. سطح قاره ها، در هر صورت پدیدار شد، بدون شک بسیار کوچکتر بود و باران اسیدی آن را هموار کرد .
یکی از مکانیسم‌هایی که برای پدید آمدن پوسته قاره‌ای پیشنهاد شده است – که از نظر شیمیایی همگن نیست و اساساً از سنگ‌های ماگمایی اسیدی (گرانیتوئیدها) و سنگ‌های دگرگونی همراه با لایه‌هایی از سنگ‌های رسوبی تشکیل شده است – فرورانش یک اقیانوس است. بشقاب زیر دیگری یک صفحه اقیانوسی از گابروها و بازالت ها در بخش پوسته (پوسته اقیانوسی) و پریدوتیت ها در قسمت گوشته ( گوشته لیتوسفری ) تشکیل شده است.
اما همچنین حاوی رسوبات غرقابی است و هنگامی که یک صفحه اقیانوسی در گوشته فرو می‌رود، این آب نقطه ذوب پریدوتیت‌ها را در بالای صفحه غوطه‌ور پایین می‌آورد که باعث تولید ماگمای غنی از سیلیس می‌شود . سپس در سطح، کمان‌های آتشفشانی را با آتشفشان‌هایی که گدازه‌های چسبناکی مانند آندزیت می‌فرستند ، به دست می‌آوریم. این پیدایش کمان ها به تشکیل پوسته قاره ای کمک می کند.
گفت و گو با ایو گاودمر، استاد دانشگاه پاریس دیدرو، و اعضای تیمش، «اکنون همه تظاهرات زمین شناسی به راحتی در زمینه تکتونیک صفحه قابل درک هستند…» © کانال IPGP
ژئوشیمی یکی از ابزارهایی است که زمین شناسان برای حل معماهای طولانی تکتونیک صفحه و منشاء قاره ها استفاده می کنند. امروزه، یک تیم بین‌المللی از محققان علوم زمین از دانشگاه Libre de Bruxelles در بلژیک، موسسه ژئوشیمی و پترولوژی در سوئیس، دانشگاه مونپلیه در فرانسه و به سرپرستی Luc-Serge Doucet از دانشگاه کرتین در پرث، غرب، فعال شده است. استرالیا، فرورانش اقیانوس ها را به عنوان منشا صفحات قاره ای زیر سوال می برد. این در واقع نتیجه ای است که این محققان به آن رسیده اند، همانطور که آنها در مقاله ای منتشر شده در مجله Geology توضیح می دهند.
ژئوشیمی‌دانان از روش جدیدی برای اندازه‌گیری ایزوتوپ‌های آهن و روی در سنگ‌های کراتون‌های آرکئن از سیبری مرکزی و آفریقای جنوبی استفاده کرده‌اند. در بیانیه‌ای از دانشگاه کرتین، لوک-سرژ دوست و همکارانش آنچه را که یافته‌اند توضیح می‌دهند: « تحقیق ما نشان داد که ترکیب شیمیایی قطعات سنگ با آنچه که معمولاً هنگام فرورانش می‌بینیم مطابقت ندارد. اگر قاره ها توسط فرورانش و تکتونیک صفحه تشکیل می شدند، انتظار می رفتیم که نسبت ایزوتوپ آهن و روی بسیار بالا یا بسیار پایین باشد، اما تجزیه و تحلیل های ما در عوض نشان داد که نسبت ایزوتوپی مشابه آن چیزی است که در سنگ های تولید شده بدون فرورانش یافت می شود . اگر حق با محققین باشد، بنابراین باید مکانیسم جدیدی برای تولید پوسته قاره ای پیدا کنیم.
مقاله توسط Laurent Sacco منتشر شده در 2014/05/31
تشکیل پوسته قاره ای چگونه آغاز شد؟ زمین شناسان که بیش از چهار میلیارد سال پیش از اقیانوس ها بیرون آمدند، مانند ایسلند، بدون داشتن مدرک فکر کردند. کشف گنیس از منطقه معروف آکاستا، در شمال بزرگ کانادا، اکنون این فرضیه را معتبرتر کرده است.
زمین تقریباً از 500 میلیون سال اول خود، یعنی تقریباً دوره زمین شناسی به نام هادین، هیچ گونه رکورد زمین شناسی را حفظ نکرده است. با این حال، به نظر می رسد که بین 4.568- و 4.4- میلیارد سال، سیاره ما هسته و گوشته خود را تشکیل داده است، و برای مدتی یک اقیانوس ماگمایی جهانی غول پیکر وجود داشته است.
با ادامه کاهش بمباران شهاب سنگ ها، زمین بین 4.4- تا 4 میلیارد سال پیش شروع به تشکیل پوسته اولیه قاره ای می کرد، همانطور که کریستال های زیرکون موجود در سنگ های جک هیلز در استرالیا نشان می دهد. زمانی که آرکئن شروع شد، در حدود 4 میلیارد سال پیش، تخمین زده می شود که تنها بین 10 تا 15 درصد از حجم پوسته قاره فعلی وجود داشته است. اما در این دوره که حدود 2.5 میلیارد سال پیش به پایان خواهد رسید، فعالیت شدید ماگمایی منجر به استخراج تقریباً سه چهارم از حجم پوسته قاره ای از گوشته شد.
هنگامی که اولین قاره ها شکل گرفتند، صحنه هایی شبیه به فوران های فعلی در ایسلند باید رخ داده باشد، مانند این، کار آتشفشان Eyjafjallajökull. اگر فرورفتگی آفار این امکان را فراهم کند که شاهد تولد یک اقیانوس باشیم، ایسلند به ما این امکان را می دهد که برای مشاهده تولد اولین پوسته قاره ای به گذشته برگردیم. © مارک سگلات، یوتیوب
همچنین دلایل خوبی برای این باور وجود دارد، اگرچه هنوز بحث‌هایی وجود دارد، که زمین ساخت صفحه قبلاً در دوران آرکئن وجود داشته است. اما باید با آنچه امروز در کار است متفاوت بوده باشد، مثلاً در افسردگی آفر که حدود 45 سال پیش توسط هارون تعزیف و همکارانش کشف شد. جابجایی گوشته باید بسیار فعالتر بوده باشد زیرا سیاره ما در آن زمان گرمتر بود. بنابراین باید صفحات کوچک اقیانوسی و قاره ای زیادی وجود داشته باشد.
اما ظهور تکتونیک صفحه‌ای، صرف نظر از اینکه چه زمانی آغاز شد، به پاک کردن ماجراهای هادین و آغاز آرکئن از حافظه زمین کمک کرد. برخورد و شکستگی قاره ها، دگرگونی سنگ های همراه با آن و همچنین فرسایش، اطلاعات موجود در صخره های قاره را ناپدید یا تخریب کرده است. در مورد پوسته اقیانوسی ، باید در نهایت در اعماق کره زمین فرورانش کند تا حداکثر ظرف چند صد میلیون سال در آنجا بازیافت شود. در حال حاضر، قدمت برخی از بخش‌هایی از مدیترانه شرقی، بقایای اقیانوس تتیس ، به حدود 270 میلیون سال پیش برمی‌گردد، اما اکثریت قریب به اتفاق صفحات اقیانوسی جهان حاوی سنگ‌هایی هستند که قدیمی‌ترین آنها بیش از 200 میلیون سال نیست. سال ها.
زمین میلیاردها سال پیش نسبت به امروز گرمای بیشتری داشت. بخشی از این گرما از مرحله برافزایش آن و همچنین از متلاشی شدن برخی عناصر رادیواکتیو که در آن زمان فراوانتر بودند، به وجود آمد. گرمتر، بنابراین گوشته همرفتی بیشتری داشت و ما نتیجه گرفتیم که باید تعداد زیادی صفحه کوچک روی سطح زمین با حرکات سریعتر از امروز وجود داشته باشد. قاره ها (به رنگ خاکستری) هنوز سطح فعلی خود را اشغال نکرده بودند و در حال رشد بودند. © انجمن اگزوبیولوژی فرانسه
با این وجود، ما بقایای سنگ‌های ماگمایی باستانی (گرانیتوئیدها) دگرگون شده به گنیس را در آمیتسوک در گرینلند پیدا کرده‌ایم. بر اساس تخمین ژئوشیمیدانان، 3.82 میلیارد سال قدمت دارند. سایت آکاستا در کانادا در دنیای زمین شناسی نیز مشهور است. این شامل گنیس های نواری است که یکی از قدیمی ترین قطعات پوسته قاره ای است که تا به امروز روی زمین شناخته شده است. حتی به نظر می رسد برخی از آنها 4 میلیارد سال سن داشته باشند. شایان ذکر است، گروهی از محققان به تازگی مقاله ای را در مورد تجزیه و تحلیل نمونه ای از آکاستا گنیس در Nature Geoscience منتشر کرده اند که نور جدیدی را در مورد منشاء اولین قاره ها می اندازد.
فرض بر این بود که آنها باید بسیار شبیه به ایسلند شروع به شکل گیری کرده باشند. در واقع، پوسته ای که از آن ساخته شده است نسبتا نزدیک به یک پوسته قاره ای است، اگرچه محصول فعالیت آتشفشانی است. ضخیم تر از پوسته اقیانوسی استاندارد است و حاوی مقدار زیادی سنگ غنی از سیلیس است. اما تاکنون، آنالیزهای ژئوشیمیایی این سنگ‌های ایسلندی نزدیکی مورد انتظار را به سنگ‌های مربوط به آرکئن نشان نداده است.
برخی از قدیمی ترین سنگ های جهان در مجموعه آکاستا در کانادا یافت می شوند. © d-maps.com
اما با کشف و تجزیه و تحلیل گنیس تونالیتی از آکاستا، ژئوشیمی‌دانان و زمین‌شناسان دانشگاه آلبرتا سرانجام شواهدی برای حمایت از سناریوی پیشنهادی برای مدل‌سازی منشاء پوسته قاره پیدا کردند. این گنیس 4.02 میلیارد ساله که Idiwhaa ( باستانی در زبان بومی منطقه آکاستا) نامیده می شود، غنی شدن آهن، ناهنجاری های منفی یوروپیوم و سایر ویژگی ها را نشان می دهد. فراوانی خاک‌های کمیاب و ایزوتوپ‌های اکسیژن در زیرکن‌های ماگمایی با سنگ‌های آذرین معمولی آرکئن مطابقت ندارد. از سوی دیگر، آنها بسیار شبیه به سنگ های سیالیک ایسلند هستند. بنابراین، برای اولین بار، شواهد مستقیمی وجود دارد که قاره های اولیه احتمالاً به خوبی در زمینه زمین ساختی مشابه با ایسلند شکل گرفته اند.
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در میان خوانندگان ما قرار می دهم!
بازیافت پوسته اقیانوسی بیش از 2 میلیارد سال طول می کشد

source

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *