A Föld földrészei valószínűleg olyan nagy hegység alatt születtek, mint az Andok.
Egy új kutatás, amely egy titokzatos hiányzó nyomelemet, egy ősi vulkán által elrablott 66 millió éves kőzetet és egy, a múlt században a tudósok által elemzett összes sziklakémiai adatbázist tartalmaz, magyarázza, hogy a Földnek vannak kontinensei. A Nature Communications folyóiratban, január 16-án jelent meg, a tanulmány azt sugallja, hogy ahol a hegyek születnek, ott vannak a kontinensek is.
"Olyan, mint egy kirakós játék" - mondta Ming Tang, a tanulmányvezető, a houstoni Rice Egyetem geológiai posztdoktori kutatója. "Hiányzik egy része ebben a kontinentális puzzle-ben, és úgy tűnik, hogy megtaláltuk a választ."
A hiányzó darab
A hiányzó darab ritkaföldfémek, niobium. A Föld középső rétegében, amelyet köpenynek hívnak, valamint az óceáni kéregben (a bolygó külső rétegének a tengerek által borított része) a niobium és egy másik ritkaföldfémből álló elem, a tantál általában egységes arányban fordul elő. A kontinentális kéreg furcsa - mondta Tang a Live Science-nek. A kontinenseket alkotó kéreg viszonylag alacsony a niobiumban.
A kontinentális kéregben hiányzó niobium esete évtizedek óta vonzza a geoszcientistákat. Tang a németországi Max Planck Intézet által fenntartott kőgeokémiai adatbázisban vadászott rá. Szubdukciós zónákat keresett, ahol a kéreg a köpeny és a magma formájúvá alakul. Ez a magma, lehűtve, kontinenseket hozhat létre. A Niobium nem hiányzott sok ilyen szubdukciós zónában, találta Tang. De különösképpen hiányzott az olyan hegyvidéki építési régiókban, mint az Andok.
Az Andok egy hatalmas hegyépítő régió, amelyet a szubdukciós zóna közeli tektonikája hajt meg. Amint a Dél-Amerika partjainál elhelyezkedő óceáni kéreg összenyomódik a kontinentális kéreg alatt, a nyugtalan Andok felszállnak, és a magma a Föld egyik legmagasabb szintű vulkánjáról beszél, mondta Tang.
Az Andokhoz hasonló régiókat - amelyek szubdukciós zónát képeznek - szárazföldi íveknek nevezik, és különlegesek, mivel az ott található kéreg kétszer vastagabb, mint a szokásos kontinentális kéreg - mondta Tang. Sajnos a kéreg alján lévő kőzetek kémia rejtély. A felszín alatt, közel 50 mérföldre (80 kilométerre) ezek a sziklák megközelíthetetlenek.
Írja be a xenolitot
Szerencsére az Egyesült Államok nyugati részén található Sierra Nevada-hegység aktív hegyépítő régió volt, mint ma az Andok. Tang, a Rice Egyetem petrológusával, Cin-Ty Lee-vel és kollégáikkal elemezték a kőzet mintáját, amely körülbelül 66 millió évvel ezelőtt alakult ki, és amelyet körülbelül 25 millió évvel ezelőtt a vulkáni kitörés során a felszínre toltak. Ez a ksenolitnak nevezett szikla eredetileg a Sierra Nevada mélyén alakult ki, amikor aktív kontinentális ív voltak - a kutatók Arizonában találták a sziklát.
A szikla "nagyon szép, kiváló analógként szolgálhat az Andok alatti mély kéreghez" - mondta Tang.
Az elemzés kimutatta, hogy a kontinentális ív xenolith extra niobiummal rendelkezik. Tang és kollégái megtalálták a kontinens hiányzó ritkaföldféleség elemét: Az elveszített niobium a kontinentális ívek alján megragadt.
A Niobium annyira mélyre csapódik be, hogy a földkéreg e szuper vastag szakaszai alatt vannak egyedülálló körülmények. A kontinentális ívek alatt a vastag kéreg miatt a köpeny nagy nyomás alatt van - mondta Tang. Magas nyomás alatt a rutilnak nevezett titán ásvány kristályosodik ki a magból. A rutil nagy mennyiségű niobiumot csapdába, és nem sok tantált. Ez is nagyon sűrű, tehát mélyen a kéreg belsejébe esik, mivel más sziklák a felület felé keringenek.
Mivel a kontinentális kéregből hiányzik a niobium, ennek a kontinentális ív körülmények között kellett kialakulnia - mondta Tang. És ez azt jelenti, hogy olyan helyek, mint az Andok, ma valószínűleg a Föld összes kontinensének magját tartják.
"A kontinens minden egyes darabja, amelyen jelenleg állunk, valószínűleg ezekkel a hegyépítési folyamatokkal kezdődött" - mondta Tang.
