Vulkanen en aardbevingen behoren tot de meest dynamische en interessante krachten op aarde, maar hun oorsprong is enigszins ongrijpbaar gebleven. Platentektoniek is het resultaat van een kosmische botsing ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, toen een object ter grootte van de planeet Mars de aarde raakte. Volgens nieuw onderzoek naar computermodellen heeft de inslag enkele vreemde klodders in onze planeet achtergelaten die mogelijk tot platentektoniek hebben geleid. Deze nieuwe hypothese wordt beschreven in een studie die op 7 mei in het tijdschrift is gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven.
Wat zijn deze mysterieuze plekken?
In de jaren tachtig ontdekten geofysici voor het eerst twee klodders ongewoon materiaal ter grootte van een continent diep nabij het centrum van de aarde. De ene plek ligt onder de Stille Oceaan en de andere plek onder het Afrikaanse continent. Beide zijn twee keer zo groot als onze maan. Ze zijn zo groot dat als ze op het aardoppervlak zouden worden geplaatst, ze een laag van ongeveer 60 mijl dik rond de planeet zouden creëren.
Formeel bekend als grote lagesnelheidsprovincies (LLVP’s), zijn ze waarschijnlijk ook opgebouwd uit verschillende verhoudingen van elementen uit de omringende mantel. Paper uit 2023 gepubliceerd in het tijdschrift Natuur stelde voor dat ze de overblijfselen waren van een oude planeet genaamd Theia die in botsing kwam met de aarde in dezelfde grote impact die de maan creëerde. De studie suggereert dat het grootste deel van Theia werd opgenomen in onze jonge planeet en de LLVP-blobs vormde. Het resterende puin vormde de maan.
[Related: Earth’s first continent? Probably a giant continental crust.]
‘Het lijkt erop dat de maan materialen bevat die zowel de aarde vóór de inslag als Theia vertegenwoordigen, maar men dacht dat alle overblijfselen van Theia op aarde door miljarden jaren van dynamiek zouden zijn ‘gewist’ en gehomogeniseerd (bijv. convection) inside the Earth”, een astrofysicus van de staat van de Universiteit van Arizona en co-auteur van het boek Natuur Studie stelt Steven Desch in een verklaring. “Dit is de eerste studie die bevestigt dat verschillende ‘stukken’ van Theia zich nog steeds in de aarde bevinden, op de grens van de kern en de mantel.”
De studie beweert dat deze plekken zelf de platentektoniek van onze planeet hebben gecreëerd, waardoor het leven kon bloeien.
Een nieuwe kijk op enkele zeer oude mineralen
Dit nieuwe artikel bouwt voort op dat onderzoek. Met behulp van computermodellen hebben ze vastgesteld dat ongeveer 200 miljoen jaar na de inslag met Theia ondergedompelde LLVP-blobs mogelijk hebben bijgedragen aan het ontstaan van hete pluimen in de aarde die het oppervlak hebben verstoord. Ze braken door de platte korst en lieten de ronde platen zinken in een proces dat subductie wordt genoemd.
Volgens het team zou dit kunnen verklaren waarom de oudste mineralen op aarde zirkoonkristallen zijn die meer dan 4 miljard jaar geleden lijken te zijn onderdrukt en mogelijk hebben bijgedragen aan de platentektoniek.
[Related: How old is Earth? It’s a surprisingly tough question to answer.]
“De enorme impact is niet alleen de reden voor onze maan, als dit het geval is, heeft het ook de initiële voorwaarden voor onze aarde bepaald”, zeggen geowetenschappers van het California Institute of Technology en co-auteur van de studie Qian Yuan. De Washingtonpost.
Het model heeft bij sommige externe geologen een aantal vragen opgeroepen, waaronder de vraag of de botsing zou hebben geresulteerd in recycling van de hele aardkorst in plaats van in platentektoniek. Dit proces vond mogelijk miljarden jaren geleden plaats op onze zusterplaneet Venus. Er zijn ook enkele geochemische inconsistenties die volgens sommige wetenschappers twijfel doen rijzen over de planeetbrekende theorie als geheel.
Is platentektoniek echt noodzakelijk voor het leven?
Hoewel ze destructief kunnen zijn voor eigendommen en levens, geloven sommige wetenschappers dat platentektoniek de aarde helpt de koolstofcyclus in stand te houden. Dit proces verplaatst koolstof tussen microben, planten, mineralen, dieren en de atmosfeer van de aarde. Koolstof, het vierde meest voorkomende element in het universum, kan op aarde ook complexe moleculen vormen, zoals DNA en eiwitten. Deze bouwstenen van koolstof maken het leven op aarde mogelijk.
Echter, een ander onderzoek dat vorig jaar werd gepubliceerd in Natuur stelt dat platentektoniek pas ongeveer 3,9 miljard jaar geleden op aarde plaatsvond, toen de eerste tekenen van leven op aarde verschenen.
[Related: Your ancestors might have been Martians.]
“We ontdekten dat er geen platentektoniek was toen men voor het eerst dacht dat het leven was ontstaan, en dat er honderden miljoenen jaren daarna geen platentektoniek bestond”, zegt paleogeoloog John Tarduno van de Universiteit van Rochester in een verklaring. “Onze gegevens suggereren dat wanneer we op zoek gaan naar levensondersteunende exoplaneten, de planeten niet noodzakelijkerwijs platentektoniek hebben.”
Wat duidelijk is, is dat concrete antwoorden op de vraag hoe, wanneer en waarom het leven voor het eerst op onze planeet verscheen en welke rol de bewegende platen wel of niet speelden, zullen blijven bestaan.