Jacob Hoover
0 
2980
265
Jordens kontinenter kan ha föds under stora bergskedjor som Anderna.
Ny forskning som kombinerar ett mystiskt saknat spårelement, en 66 miljoner år gammal sten burped upp av en forntida vulkan och en databas över all bergkemi som analyserats av forskare under det senaste århundradet förklarar varför Jorden har kontinenter. Studien publicerades 16 januari i tidskriften Nature Communications, och studien tyder på att där berg föds, så är kontinenter.
"Det är som ett pussel", sa studieledaren Ming Tang, en postdoktor i geologi vid Rice University i Houston. "Det finns en saknad del i detta kontinentala pussel, och det verkar som om vi hittade svaret." [Bildtidslinje: Hur jorden bildades]
Den saknade biten
Det saknade stycket är en sällsynt jordartsmetall som kallas niob. I jordens mittlager, kallad manteln, såväl som i havskorpan (den del av planetens yttre lager täckt av hav), niob och ett annat sällsynt jordelement, tantal, uppträder vanligtvis i ett jämnt förhållande. Kontinentalskorpan är konstig, berättade Tang. Skorpan som utgör kontinenterna är relativt låg i niob.
Fallet med den saknade niob i den kontinentala skorpan har skadat geovetenskapsmän i årtionden. Tang jagade efter den i en berggeokemidatabas underhållen av Max Planck Institute i Tyskland. Han sökte subduktionszoner, där jordskorpan slipar in i mantel- och magmasformen. Den magma, när den kyls, har potentialen att skapa kontinenter. Niob saknades inte i många av dessa subduktionszoner, fann Tang. Men det var konstigt frånvarande i särskilt bergsbyggande regioner som Anderna.
Anderna är en massiv bergsbyggande region som drivs av den närliggande tektoniken i en subduktionszon. När den oceaniska jordskorpan utanför Sydamerikas kust kraschar under den kontinentala jordskorpan, stiger de rastlösa Anderna, och magma spjutas från några av de högsta höjdvulkanerna på jorden, sade Tang.
Regioner som Anderna - som bildar ovanpå en subduktionszon - är kända som kontinentala bågar, och de är speciella eftersom jordskorpan där är ungefär dubbelt så tjock som vanlig kontinental skorpa, sade Tang. Tyvärr är stenens kemi längst ner i denna skorpa ett mysterium. Dessa stenar är inte tillgängliga på nästan 80 mil under ytan.
Ange xenolit
Lyckligtvis brukade Sierra Nevada-bergen i västra Förenta staterna vara en aktiv bergsbyggnadsregion, som Anderna idag. Tang, tillsammans med Rice University-petrolog Cin-Ty Lee, och deras kollegor analyserade ett stickprov som bildades för cirka 66 miljoner år sedan och pressades till ytan i ett vulkanutbrott för cirka 25 miljoner år sedan. Denna sten, kallad en xenolit, bildades ursprungligen djupt vid basen av Sierra Nevada när de var en aktiv kontinental båge - forskarna fann berget i Arizona.
Stenen "kan ge en mycket trevlig, utmärkt analog till den djupa skorpan under Anderna," sade Tang.
Analysen visade att den kontinentala bågen xenolit hade extra niob. Tang och hans kollegor hade hittat kontinentens saknade element av sällsynt jord: Det förlorade niobiet sitter fast vid botten av kontinentala bågar.
Niob fastnar sig så djupt på grund av de unika förhållandena under dessa supertjocka delar av jordskorpan. Under kontinentalbågar, på grund av den tjocka skorpan, är manteln under högt tryck, sade Tang. Under högt tryck kristalliserar ett titanmineral som kallas rutil ur magma. Rutile råkar fånga stora mängder niob och inte mycket tantal. Det är också väldigt tätt, så det faller djupt i jordskorpan när andra stenar cirkulerar mot ytan.
Eftersom den kontinentala skorpan saknas niob, måste den ha bildats under dessa kontinentala bågförhållanden, sade Tang. Och det betyder att platser som Anderna förmodligen höll fröet från alla kontinenter på jorden idag.
"Varje kontinent som vi står på just nu började antagligen med dessa bergsbyggnadsprocesser," sade Tang.
- Foton: Världens högsta berg
- Bilder: Antarktis Odyssey - De majestätiska transantarktiska bergen
- I foton: Ocean Hidden Beneath Earth's Surface
Ursprungligen publicerad den .