En klump magma, der er bundet i en boble, der er mindre end bredden af et menneskehår og findes i Sydafrika, kan vende tilbage på uret på Jordens første langsomme dans på de klippeflade, der udgør dens ydre skal.
Kemikalierne inde i den lille klods antyder såkaldte pladetektonik, der blev revved op i løbet af de første milliarder år af jordens eksistens.
Siden 1950'erne har videnskabsmænd kendt Jordskorpen er lavet af kæmpe plader kaldet tektoniske plader, der flyder over Jordens smeltede kappe. Disse kolossale plader mødes i subduktionszoner, hvor den lettere plade glider under den tungere en ind i mantlets dybder. Den synkende skorpe, tilført mineraler opsamlet fra Jordens overflade, smelter til magma under de ekstreme tryk og temperaturer i Jordens indre.
Når præcis denne planetariske genanvendelse begyndte, er blevet drøftet varmt. Estimater varierer fra 1 milliard til 4 milliarder år siden. Nu har et internationalt team af forskere opdaget, at subduktionen af jordskorpen sandsynligvis begyndte for mere end 3,5 milliarder år siden. Deres resultater blev offentliggjort 15. juli i tidsskriftet Nature.
"Pladetektonik kan være den vigtigste proces på Jorden, der gør den forskellig fra andre planeter i vores solsystem, og det kan være meget vigtigt for studiet af livet på Jorden," sagde Alexander Sobolev, hovedforfatter af papiret og en geokemiker ved Université Grenoble Alpes i Frankrig.
Den mikroskopiske perle af afkølet magma ved roden af deres opdagelse lagde sovende i mere end 3,3 milliarder år, beskyttet af dens olivinkrystalkrav og uændret af dets omgivende miljø. Det var en tidskapsel fra en af de tidligste eoner i Jordens historie.
Olivinkrystallen, ikke større end et sandkorn, blev fundet i en komatiit klippe, opkaldt efter Komati-floden i Sydafrika, hvor sådanne klipper blev opdaget. De dannede sig, når ekstraordinært varme plommer af magma steg fra mantlen til jordoverfladen (når magma når jordoverfladen, kaldes det lava) i den arkæiske periode (2,5 milliarder til 4 milliarder år siden). Disse sjældne klipper er usædvanligt dyrebare for geologer, fordi de giver et glimt af de tidlige forhold i Jordens mantel.
For at undersøge den lille magmaindeslutning omsmeltede Sobolev og hans team de ovale krystaller ved at opvarme dem til mere end 2.700 grader Fahrenheit (1.500 grader Celsius) og hurtigt afkøle dem i isvand til dannelse af en glasagtig prøve. De brugte derefter avancerede instrumenter til at måle den kemiske sammensætning af den glasagtige magma og bestemme dens oprindelse.
Forskerne opdagede, at magmaen indeholdt et antal underskrifter af subduceret oceanisk skorpe, herunder høje koncentrationer af vand og klor og lave niveauer af deuterium (en tung version af brint). De konkluderede, at magmaen stammede fra de smeltede rester af en gammel havbund.
"Hvis det er tilfældet, betyder det meget," sagde Sobolev. ”Det betyder, at havvandskorpen fra overfladen faldt ned i mantlen for næsten 3,3 milliarder år siden. Fordi alle disse processer er langsomme, kan du forvente, at fra det tidspunkt, hvor denne kilde gik ned til det punkt, hvor den nåede overfladen igen tog det mindst 100 til 200 millioner år. Det betyder, at denne proces startede inden for de første milliarder år af Jordens historie. "
