Nowe badania potwierdzają, że zewnętrzna powłoka Ziemi była już fragmentaryczna i poruszała się około 3,5 miliarda lat temu, co spowodowało powrót tektoniki płyt do najwcześniejszych etapów historii planety. Geolodzy analizujący starożytne skały w Australii Zachodniej znaleźli bezpośrednie dowody na ruch płyt, obalając wcześniejsze teorie na temat wczesnej struktury Ziemi.
Wczesna Ziemia nie była solidną skorupą
Przez dziesięciolecia naukowcy debatowali, czy wczesna skorupa ziemska była pojedynczą, nieruchomą „warstwą stagnacyjną”, czy też istniała jakaś forma ruchu płyt. Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science dostarcza najstarszego bezpośredniego dowodu na to, że litosfera – zewnętrzna powłoka Ziemi – została podzielona na ruchome części miliardy lat temu.
Naukowcy zbadali ponad 900 próbek skał z australijskiego kratonu Pilbara, jednego z najstarszych i najlepiej zachowanych regionów na Ziemi. Na tym obszarze znajdują się pozostałości wczesnego życia, w tym skamieniałe maty mikrobiologiczne powstałe w wyniku intensywnego bombardowania planety przez asteroidy.
Jak naukowcy śledzili ruchy starożytnych płyt
Zespół wykorzystał bardzo precyzyjny magnetometr do analizy orientacji magnetycznej w skałach. Minerały ferromagnetyczne, takie jak małe igły kompasu, rejestrują kierunek powstających biegunów magnetycznych. Podgrzewając próbki do ekstremalnych temperatur, udało im się wyodrębnić ten starożytny zapis magnetyczny.
Analiza wykazała, że część formacji East Pilbara przesunęła się o 24 stopnie szerokości geograficznej (dziesiątki centymetrów rocznie) i obróciła się o 90 stopni w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara w ciągu 30 milionów lat. Ruch ten jest porównywalny do współczesnych szybkości ruchu płyt, takich jak rozprzestrzenianie się Ameryki Północnej i Eurazji.
Implikacje dla wczesnej ewolucji Ziemi
Odkrycie to ma ważne implikacje dla zrozumienia wczesnej ewolucji Ziemi. Zaprzecza to idei całkowicie stagnacyjnej pokrywy, co oznacza, że granice płyt i aktywność tektoniczna istniały znacznie wcześniej, niż wcześniej sądzono.
Badanie ujawniło także najstarszy znany przełącznik geomagnetyczny, czyli zmianę w polu magnetycznym Ziemi, która powoduje, że kompasy wskazują południe zamiast północy. Częstotliwość tych przełączników 3,5 miliarda lat temu była niższa niż obecnie, co wskazuje, że rdzeń Ziemi (proces generujący pole magnetyczne) działał w przeszłości inaczej.
„Widzimy ruch płyt tektonicznych, co wymaga istnienia granic między tymi płytami oraz tego, że litosfera nie jest pojedynczą, nieruchomą powłoką rozciągającą się na całej planecie… była podzielona na różne części, które mogły poruszać się względem siebie”. – dr Alec Brenner, Uniwersytet Yale
Chociaż dokładna natura wczesnego ruchu płyt pozostaje niepewna (epizodyczna lub powolna), badanie to dostarcza decydujących dowodów na to, że powierzchnia Ziemi była dynamiczna i podzielona na segmenty znacznie wcześniej w swojej historii, niż wcześniej sądzono. Odkrycia potwierdzają pogląd, że tektonika płyt odegrała kluczową rolę w kształtowaniu ewolucji planety od jej najwcześniejszych etapów.
