Tektonika Zemljinih ploča je nedavno doživela fundamentalnu promenu

Zemlja je zaista jedinstvena među planetama Sunčevog sistema. Ima ogromne vodene okeane i vrlo bogat život. Međutim, Zemljina posebnost ide dalje od biodiverziteta i okeana – ona je jedina planeta u našem solarnom sistemu koja doživljava fenomen tektonike ploča, proces intrinsičan oblikovanju njene geološke strukture, klime i, potencijalno, napretka samog života.

Izraz „tektonika ploča“ označava dinamično pomeranje i kompleksnu interakciju tektonskih ploča širom Zemljine kore. Ove tektonske ploče pokreće krajnje spor, ali neprekidan tok Zemljinog omotača, koji se naziva konvekcijom. Taj proces transportuje energiju iz unutrašnjeg jezgra na površinu naše planete, piše SciTech Daily.

Istraživači veruju da se konvekcija u omotaču, koja je počela ubrzo nakon formiranja Zemlje pre 4,5 milijardi godina, dešava u čitavom omotaču. Stoga, kad se ploče sudare na površini Zemlje, jedna ustupa i tone u vreo omotač i završava u nekoj vrsti groblja ploča iznad Zemljinog metalnog jezgra.

Preporučujemo

Međutim, nova studija sa Univerziteta u Kopenhagenu sugeriše da je ovaj stil tektonike ploča možda novija crta Zemljine geološke istorije.

„Naši novi rezultati sugerišu da je tokom najvećeg dela Zemljine istorije konvekcija u omotaču imala dva posebna sloja, tj. gornji i donji region omotača koji su bili izolovani jedan od drugog“, kaže Džengbin Deng, bivši docent na Univerzitetu u Kopenhagenu i prvi autor nove studije.

Prelaz između gornjeg i donjeg omotača se dešava na oko 660 kilometara ispod Zemljine površine. Na toj dubini, izvesni minerali prolaze kroz faznu tranziciju. Deng i kolege veruju da bi ta fazna tranzicija mogla biti razlog zašto su gornji i donji regioni omotača ostali uglavnom izolovani.

„Naši nalazi pokazuju da je u prošlosti recikliranje i mešanje potonulih ploča u omotaču bilo ograničeno na gornji omotač, gde je konvekcija jaka. To je mnogo drugačije od shvatanja kako tektonika ploča danas funkcioniše, sa pločama koje tonu u donji omotač“, kaže vanredni profesor Martin Šiler.

Da bi došli do svojih zaključaka, naučnici su razvili novi metod za proizvodnju ultravisokopreciznog merenja izotopskog sastava titanijuma u raznim stenama. Izotopi su verzije istog elementa sa neznatno različitim masama. Izotopski sastav titanijuma je modifikovan kad je kora formirana na Zemlji. To čini titanijumske izotope korisnim za praćenje kako je površinski materijal kao što je kora recikliran u Zemljinom omotaču tokom geološkog vremena. Pomoću ove nove tehnike oni su utvrdili sastav stena iz omotača formiranih već pre 3,8 milijardi godina sve do savremenih stena od lave.

Primordijalna supa sačuvana u dubokoj Zemlji?

Ako je recikliranje i mešanje tektonskih ploča bilo ograničeno na gornji omotač kao što je postulirano u novoj studiji, to znači da bi donji omotač mogao sadržati neporemećen primordijalni materijal. Koncepcija primordijalnog omotača odnosi se na rezervoar omotačkog materijala koji je ostao relativno nepromenjen i očuvan od ranih faza Zemljinog formiranja pre oko 4,5 milijardi godina.

Ideja da primordijalni rezervoar postoji u dubini Zemlje nije nova i predložena je na osnovu izotopskog sastava retkih gasova zarobljenih u eruptivnim stenama iz savremenih dubokih vulkana. Međutim, interpretacija ovih podataka nije jednoznačna i neki su sugerisali da taj signal izotopa dolazi iz Zemljinog jezgra, nasuprot dubokom omotaču. Pošto titanijum nije prisutan u zemljinom jezgru, to daje sveže viđenje ove dugotrajne rasprave.

„Naši novi podaci o titanijumskom izotopu omogućavaju nam da vrlo jasno identifikujemo koji savremeni duboki vulkani uzorkuju Zemljin primordijalni omotač. To je uzbudljivo zato što obezbeđuje vremenski prozor u originalni sastav naše planete, možda nam omogućavajući da identifikujemo izvor Zemljinih uzburkanih supstanci koje su bile bitne za razvoj života“, zaključuje profesor Martin Bizaro.

(Telegraf Nauka/SciTech Daily)