Este unul dintre multele lucruri unice despre Pământ: spre deosebire de orice altă planetă cunoscută din univers, suprafața Pământului este alcătuită din plăci rigide care se mișcă, se ciocnesc unele de altele și se scufundă în interiorul planetei.
Dar când s-a așchiat suprafața Pământului în plăci tectonice? Și când au început acele plăci să se miște? Este o întrebare importantă, deoarece tectonica plăcilor pare să alimenteze evoluția și complexitatea vieții.
Înrudit: Caracteristică TK
În mod surprinzător, geologii nu au un răspuns bun pentru momentul în care a apărut tectonica plăcilor, iar estimările variază de la 700 de milioane de ani în urmă până la 4 miliarde de ani în urmă, când Pământul era încă la început.
Cele mai vechi dovezi clare ale tectonicii moderne a plăcilor datează din Neoproterozoic (cu 1 miliard până la 541 milioane de ani în urmă), Robert Sternun geoscientist de la Universitatea din Texas, Dallas, a declarat pentru Live Science. Atunci înregistrările geologice dezvăluie ofioliți din abundență – bucăți de crustă oceanică împinse pe continente – și șisturi albastre, care sunt roci metamorfice care se formează în zone de subducțiesau zonele în care plăcile se ciocnesc și se scufundă în interiorul planetei. Subducția este o caracteristică a plăcilor tectonice, astfel încât aceste roci răspândite arată cu certitudine că plăcile se ciocnesc și alunecau una sub alta.
Dar mulți geologi cred că punctul de vedere al lui Stern este prea conservator.
Criticii sunt de acord că rocile care indică tectonica plăcilor s-au răspândit pentru prima dată cu 700 de miliarde până la 900 de milioane de ani în urmă. Dar aceste roci ar fi putut exista mai devreme și ar fi putut fi șterse de timp, sugerează ei.
De exemplu, subcontinentul indian s-a ciocnit cu sudul Asiei în urmă cu doar 55 de milioane de ani și multe dintre aceste roci s-au erodat deja, a spus Mark Harrisonprofesor emerit de geoștiință la UCLA. „Coiziunea Tibet-India nu sa încheiat încă”, a spus Harrison pentru Live Science. Dacă dovezile tectonicei dispar chiar și atunci când are loc o coliziune între plăci, ce speranță există de a găsi aceleași roci din trecutul mult mai îndepărtat?
Stern susține că există dovezi pentru a mic episod de subducție, acum 1,8 miliarde de ani, care nu a durat prea multîntărindu-și punctul de vedere că, dacă ar fi existat tectonica plăcilor în mod constant înainte de aproximativ 800 de milioane de ani în urmă, ar fi mai clar în recordul rock. (Alți oameni de știință văd acest punct ca o dovadă că tectonica plăcilor era în plină desfășurare până atunci.)
Mulți cercetători au făcut trecerea la tectonica plăcilor mult mai devreme. Există numeroase semne ale unui fel de schimbare geologică în timpul Eonului Archean (cu 4 miliarde până la 2,5 miliarde de ani în urmă), cu estimări ale momentului exact care variază de la 2,5 miliarde până la 3,8 miliarde de ani în urmă. De exemplu, cel puțin un ofiolit conservat astăzi datează de 2,5 miliarde de ani.
O altă linie de dovezi este în chimia crustei. Dacă crusta este rocă vulcanică nou-nouță, chimia ei va arăta mult ca mantaua de unde provine. Dacă este topit și reciclat prin tectonica plăcilor, această chimie se schimbă. Un studiu influent din 2012 a descoperit că mai multă crustă a început să fie reciclată în urmă cu aproximativ 3 miliarde de ani. Acest lucru ar putea marca trecerea la distrugerea și reprelucrarea crustei prin subducție, a spus coautorul studiului Chris Hawkesworthprofesor emerit de geoștiințe la Universitatea St. Andrews din Marea Britanie.
Cercetările asupra zirconilor – minerale care supraviețuiesc chiar și atunci când rocile din jurul lor se topesc și se reformează – sugerează că scoarța Pământului s-a deplasat mai devreme, în jurul lor. acum 3,8 miliarde de ani. „Începem să vedem structuri de zircon care încep să semene din ce în ce mai mult cu ceea ce vedem astăzi în zonele de subducție”, autorul studiului. Nadja Drabonun om de știință al Pământului și al planetelor de la Universitatea Harvard, a declarat pentru Live Science. Crusta a devenit, de asemenea, mai scurtă în acea perioadă, sugerând din nou procesul de reciclare al subducției.
Dar aceasta tranzitie reflecta adevarata tectonica a placilor? Cercetarea zirconului publicat în 2023care a investigat condițiile câmpului magnetic de pe Pământ când s-au format mineralele, sugerează că aceste boabe au rămas mai mult sau mai puțin acolo unde au fost produse până în urmă cu 3,4 miliarde de ani, sugerând că masele de pământ nu s-au aflat în mișcare până în acel moment.
Este posibil ca diferite aspecte ale tectonicii plăcilor să fi apărut în momente diferite, a remarcat Drabon. Poate că subducția a început cu 3,8 miliarde de ani în urmă, dar a durat timp pentru ca continentele să înceapă să plutească în jurul globului.
O idee mai nouă și mai controversată sugerează că Pământul a dezvoltat tectonica plăcilor în Hadean (cu 4,5 miliarde până la 4 miliarde de ani în urmă). Această idee izvorăște din dovezi tot mai mari că Pământul nou-născut era un loc surprinzător de modern, cu oceane și continente – o concluzie trasă din cercetare zircon iar cel chimia celor mai vechi roci supraviețuitoare de pe Pământ. Unele studii ale celor mai vechi zirconi de pe Pământ, care datează din această perioadă misterioasă a istoriei geologice, au descoperit că aceștia arată remarcabil ca zirconii care se formează în arcuri vulcanice peste zonele de subducție astăzi. Și modelarea teoretică arată că este posibil tectonica plăcilor să existe în condiții Hadeenea declarat Jun Korenaga, profesor de științe ale Pământului și al planetelor la Universitatea Yale, pentru Live Science.
Fiecare dovadă pentru fiecare dintre aceste povești de origine vine cu puncte slabe. De exemplu, marea majoritate a zirconilor foarte vechi provin dintr-o locație, Jack Hills din Australia, și ar putea să nu reprezinte ceea ce se întâmplă pe restul planetei. Cele mai vechi roci ar putea fi, de asemenea, ciudate – poate că încă mai sunt în prezent, deoarece nu erau ca toate celelalte roci de pe Pământul antic. Și nu vrei să intri în mijlocul modelatorilor de computer când aceștia se ceartă despre ipotezele stării mantalei de acum 4 miliarde de ani.
„Este șocant să realizezi că nu există o viziune de consens asupra când [plate tectonics] a început,” Jesse Reiminka declarat un geoscientist de la Universitatea de Stat din Pennsylvania pentru Live Science.