Znanstvenici iz Njemačke i Švicarske koristili su se računalnim simulacijama kako bi analizirali na koji su način tektonske ploče evoluirale na Zemlji tijekom posljednjih tri milijarde godina. Oni pokazuju da su se tektonski procesi mijenjali tijekom vremena, i demonstriraju na koji su način te promjene pridonijele formiranju i uništenju kontinenata. Model rekonstruira kako su nastali današnji kontinenti, oceani i atmosfera.
Priyadarshi Chowdhury i profesor dr. Sumit Chakraborty sa Sveučilišta Ruhr Bochum, zajedno s profesorom dr. Taras Gerya s Švicarskog federalnog instituta za tehnologiju (ETH) u Zürichu predstavili su svoj rad u časopisu Nature Geosciences.
Kada su nastale tektonske ploče?
Zemlja se formirala prije približno četiri i pol milijardi godina. Postojala je faza – možda čak i nekoliko njih – kada se Zemlja uglavnom sastojala od rastaljenih stijena. Kako su se one hladile, oblikovale su se čvrste stijene i Zemljina kora. Općenito govoreći, postoje dvije vrste kore na Zemlji: lakša kontinentalna kora bogata silicijem od koje je sačinjena suha zemlja iznad razine mora, i gušća oceanska kora u kojoj se skuplja voda u obliku velikih oceana. “Ova svojstva učinila su Zemlju nastanjivom”, rekao je Sumit Chakraborty. “Nismo pronašli ništa slično nigdje drugdje u svemiru.”
Iako je mlada Zemlja imala kontinente i oceane, u početku možda nije bilo ploča pa, posljedično, ni tektonike ploča. Mnogo se raspravlja o tome kada su one nastale. Zemljina kora polako je poprimala današnji dinamički oblik: na nekim mjestima ploče ulaze u plašt, dok na drugim nove ploče oblikuju vrući materijal koji se uzdiže iz Zemljine unutrašnjosti.
Pitanje o vremenu nastanka tektonskih ploča nije jedino neodgovoreno – još uvijek je nejasno i jesu li ti procesi uvijek bili isti i traju li kontinenti vječno ili se recikliraju. To su pitanja koja je istraživao ovaj njemačko-švicarski tim. Njihov novi termomehanički računalni model podržava sve rašireniji stav da su tektonske ploče bile na djelu još i do prije tri milijarde godina. A za ovu studiju jedinstvena je demonstracija uništenja najranije Zemljine kontinentalne kore – bogatije željezom i magnezijem – što se dogodilo prije dvije ili tri milijarde godina, te demonstracija načina na koji se današnja kontinentalna kora – bogatija silicijem – formirala iz nje.
Recikliranje kontinenata
Na mladoj Zemlji, kontinenti su se neprekidno reciklirali. Recikliranje kontinenata događa se i danas, kada se sudare dva kontinenta, ali napreduje puno sporije i na drugačiji način nego nekada. “Tijekom vremena, kontinentalna kora postala je otpornija zbog čestih sudara kontinenata”, rekao je Priyadarshi Chowdhury. Na staroj, još uvijek vrućoj Zemlji, tanki slojevi kore su se gulili, a danas komadi kontinentalne kore pucaju u zonama sudara, odnosno na mjestima gdje se jedna ploča poiče ispod druge.”
Znanstvenici su pretpostavili da je uništenje prijašnje kontinentalne kore bogate željezom i magnezijem bilo presudno za formaciju silicijem bogatih kontinenata, te da je to razlog zašto se ovi kontinenti mogu podići znatno više iznad razine mora. “Ove promjene kontinentalnog karaktera mogle su pridonijeti Velikoj Oksidaciji na Zemlji – i, posljedično, nastanku života kakvog poznajemo”, rekao je Chowdhury.
