Studiul oferă noi dovezi mai clare despre mișcarea timpurie a plăcilor tectonice, răsturnarea polilor geomagnetici.

Noile cercetări care analizează bucăți din cele mai vechi roci ale planetei adaugă unele dintre cele mai puternice dovezi de până acum că scoarța terestră împingea și trăgea într-un mod similar cu tectonica modernă a plăcilor cu cel puțin 3,25 miliarde de ani în urmă. Studiul oferă, de asemenea, primele dovezi ale momentului de schimb al polilor magnetici nord și sud ai planetei.

Ambele rezultate oferă indicii despre modul în care aceste schimbări geologice au dus la un mediu mai favorabil pentru dezvoltarea vieții pe această planetă.

Lucrarea descrisă în PNAS Conduși de geologii de la Harvard Alec Brenner și Roger Foo, aceștia s-au concentrat asupra unei porțiuni din cratonul Pilbara din Australia de Vest, una dintre cele mai vechi și mai stabile bucăți de scoarță terestră. Folosind noi tehnici și echipamente, cercetătorii au arătat că unele dintre cele mai vechi suprafețe ale Pământului se mișcau cu o rată de 6,1 cm pe an și 0,55 grade la fiecare milion de ani.

Această viteză este mai mult de două ori mai mare decât rata de mișcare a crustei antice din A Studiu anterior de către aceiaşi cercetători. Atât viteza, cât și direcția acestei derive transversale pleacă plăci tectonice Ca cele mai logice și mai puternice explicații pentru aceasta.

„Există o mulțime de lucrări care par să indice că tectonica plăcilor de la începutul istoriei Pământului nu a fost de fapt modul dominant în care căldura internă a planetei este eliberată așa cum este astăzi prin schimbarea plăcilor”, a spus Brenner, Ph.D. . Candidat la Liceul de Arte și Științe și membru al Laboratorului de Paleomagnetică al Universității Harvard. „Aceste dovezi ne permit să excludem cu mai multă încredere explicațiile care nu implică tectonica plăcilor”.

De exemplu, cercetătorii pot argumenta acum împotriva unui fenomen numit „adevărată mers polarăși „tectonica de acoperire stagnantă”, care poate determina mișcarea suprafeței Pământului, dar nu fac parte din mișcarea recentă a plăcilor tectonice. Rezultatele se îndreaptă mai mult spre mișcarea plăcilor tectonice, deoarece viteza mai mare recent descoperită este incompatibilă cu aspecte ale celorlalte două procese. .

În lucrare, oamenii de știință au descris, de asemenea, ceea ce se crede a fi cea mai veche dovadă că Pământul și-a inversat câmpurile geomagnetice, ceea ce înseamnă că polii nord și sud magnetic s-au inversat. Acest tip de flip-flop este comun pe planeta Pământ istoria geologică Cu polul inversând de 183 de ori în ultimii 83 de milioane de ani și posibil de câteva sute de ori în ultimii 160 de milioane de ani, Potrivit NASA.

Inversarea spune multe despre câmpul magnetic al planetei de acum 3,2 miliarde de ani. Cheia dintre aceste efecte este că camp magnetic Este probabil să fie stabil și suficient de puternic pentru a preveni erodarea atmosferei de către vântul solar. Această perspectivă, împreună cu descoperirile privind tectonica plăcilor, oferă indicii despre condițiile în care au evoluat primele forme de viață.

„Ea pictează această imagine timpurie Pământ Era deja matur din punct de vedere geodinamic, a spus Brenner. „A avut multe din aceleași tipuri de procese dinamice care duc la un Pământ cu condiții fundamentale de mediu și de suprafață, care fac viața mai susceptibilă de a evolua și de a evolua”.

Astăzi, scoarța exterioară a Pământului este formată din aproximativ 15 mase în mișcare de scoarță, sau plăci, care țin continentele și oceanele planetei. Peste eoni, plăcile s-au îndreptat spre și departe una de cealaltă, formând noi continente și munți și expunând noi roci în atmosferă, declanșând reacții chimice care au stabilizat temperatura suprafeței Pământului de-a lungul miliardelor de ani.

Este greu de obținut dovezi despre când au început plăcile tectonice, deoarece cele mai vechi bucăți din scoarța terestră sunt împinse în mantaua interioară și nu apar niciodată. Doar 5% din toate rocile de pe Pământ au o vechime de peste 2,5 miliarde de ani și nicio rocă nu este mai veche de aproximativ 4 miliarde de ani.

În ansamblu, studiul se adaugă cercetărilor în creștere conform cărora mișcarea tectonică a avut loc relativ timpuriu în istoria de 4,5 miliarde de ani a Pământului și că formele de viață timpurii au apărut într-un mediu mai temperat. Membrii proiectului au revăzut Cratonul Pilbara în 2018, care se întinde pe o lungime de aproximativ 300 de mile. Au săpat în placa groasă și primitivă de crustă de acolo pentru a colecta probe care au fost analizate, la Cambridge, pentru istoria lor magnetică.

Folosind magnetometre, echipamente de demagnetizare și un microscop cuantic cu diamant – care vizualizează câmpurile magnetice ale unei probe și determină cu exactitate natura particulelor magnetizate – cercetătorii au conceput o serie de noi tehnici pentru a determina vârsta și modul în care probele au fost magnetizate. Acest lucru le permite cercetătorilor să determine cum, când și în ce direcție se deplasează crusta, precum și forțarea magnetică de la polii magnetici ai Pământului.

Microscopul cuantic cu diamant a fost dezvoltat în colaborare cu cercetătorii de la Harvard din Departamentele de Științe Pământului și Planetare (EPS) și Fizică.

Pentru studii viitoare, Fu și Brenner plănuiesc să își mențină concentrarea asupra cratonului Pilbara, în timp ce caută și alte crustacee antice din întreaga lume. Ei speră să găsească dovezi străvechi ale mișcării plăcilor asemănătoare celor moderne și când polii magnetici ai Pământului s-au răsturnat.

„În sfârșit, posibilitatea de a citi în mod fiabil aceste roci foarte străvechi deschide multe posibilități de observare a unei perioade de timp care este adesea cunoscută mai mult prin teorie decât prin date solide”, a spus Fu, profesor EPS la Colegiul de Arte și Științe. „În cele din urmă, avem șanse mari să ne reconstruim nu numai când plăcile tectonice au început să se miște, ci și modul în care mișcările lor – și, prin urmare, procesele interne ale Pământului adânc care le împing – s-au schimbat în timp”.