Vědci přepsali příběh prvních kontinentů na Zemi

Nový výzkum geologů z HKU naznačuje, že první kontinenty na Zemi nevznikly v důsledku deskové tektoniky, ale z hlubokých plášťových vrstev vystupujících z nitra planety. Vědci z Hongkongské univerzity (HKU) odhalili nové poznatky o tom, jak před více než 2,5 miliardami let v archaické éře vznikly první kontinenty na Zemi. Jejich studie, publikovaná v časopise Science Advances, poukazuje na hlubokou geologickou aktivitu známou jako plášťové chocholy jako na pravděpodobnou hnací sílu vzniku rané kontinentální kůry, což zpochybňuje dlouholetý názor, že za vznikem kontinentů stála desková tektonika.

Nový pohled na ranou zemskou kůru
Země vyniká mezi planetami naší Sluneční soustavy tím, že má kontinentální kůru, rozsáhlé pevniny s granitoidním složením, které umožňují život. Jak tyto kontinenty původně vznikly, však vědce už desítky let mate. Vědecká komunita se rozchází v názoru na to, zda raná kontinentální kůra vznikla v důsledku deskové tektoniky, která zahrnuje pohyb a srážku masivních desek zemské kůry (proces známý jako subdukce), nebo v důsledku zcela jiných vnitřních procesů, které s pohybem desek nesouvisejí.

Výzkum, který vedli Dingyi Zhao a Xiangsong Wang z výzkumné skupiny Early Earth Research Group na katedře věd o Zemi a planetách Hongkongské univerzity ve spolupráci s vědci z celého světa, odhalil přesvědčivé důkazy, že raný vývoj Země byl formován jiným typem vnitřní aktivity, než jaký pozorujeme dnes. Místo moderní deskové tektoniky jejich zjištění zdůrazňuje roli plášťových chocholů, což jsou mohutné vývěry horké roztavené horniny, které vystupují z hlubin planety.

Studie také poukazuje na proces, při kterém se těžké povrchové horniny pod vlastní vahou pomalu propadají do teplejších vnitřních vrstev Země. Tyto objevy společně nabízejí nové pohledy na mocné síly, které ovlivnily raný vznik vnějšího pláště Země, známého jako litosféra.

Studium prastarých hornin k pochopení hluboké minulosti
Tým analyzoval prastaré granitoidní horniny zvané TTG (tonalit-trondhjemit-granodiorit), které tvoří velkou část nejstarší kontinentální kůry. Tyto horniny, které se nacházejí v severní Číně, pocházejí z doby před přibližně 2,5 miliardami let. Pomocí pokročilých technik vědci studovali drobné minerály uvnitř hornin, známé jako zirkony, které uchovávají chemické znaky z doby vzniku hornin.

Měřením obsahu vody a složení izotopů kyslíku v zirkonech tým zjistil, že tyto horniny vznikly v suchém prostředí s vysokou teplotou, na rozdíl od hornin, které se obvykle vyskytují v zónách, kde se tektonické desky srážejí a jedna se propadá pod druhou (subdukční zóny). Kyslíkové signatury také naznačují směs roztavených oceánských hornin a sedimentů, což odpovídá horninám vzniklým nad plášťovými chocholy, nikoliv v subdukčních zónách.

Vědci navrhli dvoustupňový model, který vysvětluje jejich zjištění:
1) Přibližně před 2,7 miliardami let se na mořském dně vlivem plášťového proudu vytvořily silné hromady čediče (sopečné horniny bohaté na Fe a Mg).
2) Poté, asi před 2,5 miliardami let, přinesl další plášťový chochol teplo, které způsobilo částečné roztavení spodních částí těchto bazaltů. Tímto procesem vznikly lehčí horniny TTG, které nakonec vytvořily kontinentální kůru.

Důsledky pro vědy o Zemi a planetách
„Naše výsledky poskytují pádný důkaz, že archeánská kontinentální kůra nemusela vzniknout subdukcí,“ vysvětlil Dingyi Zhao, postdoktorand z oddělení věd o Zemi a planetách a první autor článku. „Namísto toho dvoufázový proces zahrnující vyvrásnění plášťového chocholu lépe vysvětluje geochemické a geologické vlastnosti pozorované ve východním bloku.“

Studie rozlišuje dvě soudobé archeánské TTG sestavy – jednu spojenou s chocholem a druhou s obloukem – na základě porovnání obsahu vody v zirkonu a izotopů kyslíku. Profesor Guochun Zhao zdůraznil: „TTG z východního bloku obsahují výrazně méně vody než ty, které vznikly v suprasubdukční zóně v transseveročínském orogénu, což posiluje interpretaci nesubdukčního původu.“

„Tato práce je velkým přínosem pro studium geodynamiky rané Země,“ dodal spoluautor profesor Fang-Zhen Teng z Washingtonské univerzity. „Naše využití izotopů vody a kyslíku v zirkonu nám poskytlo nové, mocné okno do vzniku a vývoje rané kontinentální kůry.“

Tato studie nejenže přináší nové poznatky o formování archeánské kontinentální kůry, ale také upozorňuje na využití zástupných ukazatelů na bázi vody při rozlišování tektonických prostředí. Přispívá k rostoucímu počtu důkazů o tom, že plášťové chocholy hrály významnou roli při formování rané kontinentální kůry.

Zdroj: https://scitechdaily.com/scientists-rewrite-the-story-of-earths-first-continents-with-a-fiery-new-twist/

autor: František Martinek