Crusta continentală primordială re-creată în laborator

Noi experimente au recreat geneza primelor continente ale Pământului.

Prin apăsarea apei și a rocilor oceanice sub căldură intensă, cercetătorii au produs material care seamănă foarte mult cu prima crustă continentală, creată cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă. Lucrarea sugerează că plăcile groase de crustă oceanică au ajutat la construirea primelor continente: după ce tectonica plăcilor a împins plăcile groase în subteran, rocile s-au topit, s-au transformat și apoi au erupt la suprafață pentru a forma continente, raportează cercetătorii online, 31 august, în Geologie.

Această poveste de origine continentală se bazează pe două caracteristici care fac Pământul diferit de alte planete stâncoase din sistemul solar, spune coautorul studiului Alan Hastie, geolog la Universitatea din Birmingham din Anglia. Pământul are atât oceane, cât și o rețea de plăci tectonice mișcătoare care pot forța subteran secțiuni din exteriorul planetei, un proces cunoscut sub numele de subducție. „Fără oceane lichide și fără subducție de la tectonica plăcilor, nu obțineți continente”, spune Hastie. „Singurul motiv pentru care stau aici pe uscat astăzi este din cauza acestui proces.”

Scenariul propus de Hastie și colegii săi nu necesită neapărat tectonica activă a plăcilor pentru a funcționa, spune geochimistul Kent Condie de la Institutul de Mining și Tehnologie din New Mexico din Socorro. Este posibil ca tectonica plăcilor să fi început la sute de milioane de ani după formarea primei cruste continentale. Dacă este suficient de groasă, crusta oceanică s-ar fi scufundat suficient de adânc pentru a crea crusta continentală fără a fi nevoie de subducție, spune Condie. „Nu ar trebui să presupunem că avem nevoie de subducție.”

Inițial, după formarea Pământului, doar scoarța oceanică și stivele de rocă vulcanică au acoperit suprafața planetei. Scoarta continentală – care este formată din rocă mai puțin densă decât crusta oceanică și, prin urmare, se ridică la altitudini mai mari – a apărut probabil cu sute de milioane de ani mai târziu. Cea mai veche crustă continentală încă în prezent, găsită în Groenlanda, datează de acum aproximativ 4 miliarde de ani.

Recrearea formării primei cruste continentale implică multe încercări și erori. Oamenii de știință comprimă bucăți de diferite roci la temperaturi ridicate care imită scufundarea diferitelor tipuri de roci în adâncurile planetei. Rocile se transformă în diferite minerale sub căldură și presiune intensă. Scopul este de a crea rocă care arată ca o crustă continentală antică. Folosind această metodă „gătiți și priviți”, oamenii de știință au obținut câteva potriviri decente, dar niciodată nimic care să reproducă perfect primele continente.

Anul trecut, Hastie și colegii au raportat că au găsit roci jamaicane care semănau foarte mult cu crusta continentală timpurie, doar că mult mai tinere. Cercetătorii s-au întrebat dacă Platoul Oceanului Caraib din apropiere este parțial de vină pentru stâncile ciudate. Platourile oceanice sunt plăci de crustă oceanică îngroșate de penele fierbinți de material care se ridică din adâncurile Pământului. Această crustă groasă, deși oarecum rară astăzi, a fost probabil mai comună cu miliarde de ani în urmă, când interiorul Pământului era mult mai fierbinte, spune Hastie.

Folosind o presă specială, cercetătorii au stoars și au topit eșantioane mici de apă și rocă de platou oceanic la presiuni de până la 2,2 gigapascali – echivalentul a trei elefanți africani adulți stivuiți pe o timbru poștal – și la temperaturi de până la 1.000 de grade Celsius. Aceste condiții extreme imită soarta unei bucăți de platou oceanic cu o grosime de aproximativ 30 până la 45 de kilometri, forțată la adâncime subteran.

Experimentul a transformat apa și roca într-un sunet mort pentru cea mai veche crustă continentală cunoscută. Odată creată în subteran, noua crustă ar fi erupt la suprafață prin vulcanism și ar fi format precursorii continentelor moderne, spune Hastie.