Wetenschappers hebben één mogelijke oorsprong voor de continenten van de aarde geëlimineerd.
Ondanks het belang van de continenten van de aarde en de enorme stukken planeetkorst die de oceanen verdelen, is er weinig bekend over de oorzaak van deze grote landmassa’s die onze planeet uniek maken in het zonnestelsel en een belangrijke rol spelen bij het hosten van leven.
Jarenlang gingen wetenschappers ervan uit dat de kristallisatie van opaal in magma onder vulkanen verantwoordelijk was voor het verwijderen van ijzer uit de aardkorst, waardoor de korst kon blijven drijven in de zeeën van de planeet. Nu daagt nieuw onderzoek die theorie uit, waardoor geologen en planetaire wetenschappers gedwongen worden om opnieuw na te denken over hoe ze dit ijzer kunnen verwijderen uit de materialen die de continenten zullen vormen die we vandaag op aarde zien.
Verwant: Planeet Aarde: alles wat je moet weten
De aardkorst, de buitenste schil van de planeet, valt grofweg in twee categorieën: de oudere en dikkere continentale korst; en de jongere en dichtere oceanische korst. Nieuwe continentale korst wordt gevormd wanneer de bouwstenen van continentale boogvulkanen naar het aardoppervlak worden geleid. Deze zijn te vinden in delen van de wereld waar oceanische platen onder continentale platen zinken, gebieden die subductiezones worden genoemd.
Het verschil tussen droge continentale korsten en oceanische diepzeekorsten is het gebrek aan ijzer in de continentale korst. Dit betekent dat continentale korsten drijvend zijn en boven zeeniveau uitstijgen en de droge landmassa’s vormen die het leven op aarde mogelijk maken.
Aangenomen wordt dat de lage ijzergehaltes in de continentale korst het gevolg zijn van de kristallisatie van granaten in het magma onder deze boogvulkanen. Dit proces verwijdert niet-geoxideerd ijzer van de aardplaten, terwijl ook het ijzer uit het gesmolten magma wordt uitgeput, waardoor het meer geoxideerd raakt naarmate het de continentale korst vormt.
Een team van onderzoekers onder leiding van Cornell University-assistent-professor Megan Holy Cross en geowetenschapper in het Smithsonian National Museum of Natural History Elizabeth Cottrell heeft het begrip van continenten verbeterd door deze hypothese, die voor het eerst in 2018 werd geformuleerd, te testen en te ontkrachten.
Cottrell zei in het boek launch (Opent in een nieuw tabblad)eraan toevoegend dat het team sceptisch was over de kristallisatie van granaat als verklaring voor het drijfvermogen van de continentale korst.
Creëer zware omstandigheden vanaf de grond in het laboratorium
Om de granaattheorie te testen, heeft het team de enorme druk en hitte nagebootst die onder continentale boogvulkanen worden gevonden met behulp van zuiger-cilinderharken die in het Smithsonian Museum zijn ondergebracht. Hogedruklaboratorium (Opent in een nieuw tabblad) En aan de Cornell University. Deze compacte persen zijn samengesteld uit staal en wolfraamcarbide en kunnen enorme drukken uitoefenen op kleine rotsmonsters terwijl ze tegelijkertijd worden verwarmd door een omringende cilindrische oven.
De gegenereerde druk was 15.000 tot 30.000 keer die van de atmosfeer van de aarde, en de gegenereerde temperaturen lagen tussen 1.740 en 2.250 graden Fahrenheit (950 tot 1.230 graden Celsius), heet genoeg om gesteente te smelten.
In een reeks van 13 verschillende laboratoriumtests uitgevoerd door het team, kweekten Cottrell en Holicros granaatmonsters van gesmolten gesteente onder druk en temperaturen die de omstandigheden in magmakamers diep in de aardkorst simuleerden.
Deze in het laboratorium gekweekte granaten werden geanalyseerd met behulp van röntgenabsorptiespectroscopie, die de samenstelling van de lichamen kan onthullen op basis van hoe ze de röntgenstralen absorberen. De resultaten werden vergeleken met granaat met bekende concentraties geoxideerd en niet-geoxideerd ijzer.
Hieruit bleek dat chalcedoon dat onder ondergrondse omstandigheden uit gesteente groeide, niet genoeg niet-geoxideerd ijzer opnam om de niveaus van ijzeruitputting en oxidatie te verklaren die worden waargenomen in het magma waaruit de continentale korst bestaat.
“Deze resultaten maken het granaatkristalmodel een zeer onwaarschijnlijke verklaring voor waarom magma van continentale vulkanen wordt geoxideerd en ijzer wordt uitgeput,” zei Cottrell. “Het is waarschijnlijk dat de omstandigheden in de aardmantel onder de continentale korst deze oxidatieve omstandigheden creëren.”
De geoloog voegde eraan toe dat wat de resultaten van het team momenteel niet kunnen, een alternatieve hypothese is om de vorming van de continentale korst te verklaren, wat betekent dat de resultaten uiteindelijk meer vragen oproepen dan ze beantwoorden.
“Wat is de werking van een oxidant of verarmd ijzer?” vroeg Cottrell. “Als het agaat niet in de korst kristalliseert en iets te maken heeft met hoe magma uit de mantel is gekomen, wat gebeurt er dan in de mantel? Hoe zijn hun composities gewijzigd?”
Deze vragen zijn moeilijk te beantwoorden, maar Cottrell begeleidt momenteel onderzoekers van het Smithsonian Institution die het idee bestuderen dat geoxideerde zwavel de oxidatie van ijzer onder het aardoppervlak veroorzaakt.
Het onderzoek van het team werd donderdag (4 mei) in het tijdschrift gepubliceerd Wetenschappen. (Opent in een nieuw tabblad)
“Social media fanaat. Fanatieke bacon fanaat. Wannabe popcultuur fan. Communicator. Gecertificeerd schrijver.”
More Stories
SpaceX heeft een Falcon 9-raket gelanceerd tijdens zijn recordbrekende 20e missie
Het vinden van de meest veelbelovende tekenen van leven op een andere planeet, met dank aan James Webb
Het vinden van de meest veelbelovende tekenen van leven op een andere planeet, met dank aan James Webb