Rodinias gamle superkontinent vendte sig udad, da Jorden slukede sit eget hav for 700 millioner år siden, antyder ny forskning.
Rodinia var et superkontinent, der gik forud for den mere berømte Pangea, der eksisterede mellem 320 millioner og 170 millioner år siden. I en ny undersøgelse argumenterer forskere under ledelse af Zheng-Xiang Li fra Curtin University i Perth, Australien, at superkontinent og deres superoceaner dannes og bryder sammen i vekslende cykler, der undertiden bevarer havskorpen og sommetider genanvender den tilbage til Jordens indre.
"Vi foreslår, at Jordens mantelstruktur kun bliver fuldstændigt omorganiseret hvert andet superkontinent gennem regenerering af en ny superocean og en ny ring af ild," skrev Li i en e-mail til Live Science. "Ring of Fire" er en kæde af subduktionszoner omkring Stillehavet, hvor havets skorpe slibes under kontinenterne. Vulkaner og jordskælv er hyppigt omkring ildringen, der giver det sit navn ...
Dyb historie
Superkontinenters historie er lidt grumset, men geovidenskabsfolk bliver i stigende grad overbevist om, at kontinentene i gennemsnit smelter sammen til en gigantisk landmasse hvert 600 millioner år. Først kom Nuna, der eksisterede for mellem 1,6 og 1,4 milliarder år siden. Så brød Nuna fra hinanden, kun for at samle sig som Rodinia for omkring 900 millioner år siden. Rodinia brød sammen for 700 millioner år siden. Derefter dannede Pangea sig for omkring 320 millioner år siden.
Der er mønstre i cirkulationen af mantelen (laget under jordskorpen), der ser ud til at stemme godt overens med denne 600 millioner år lange cyklus, sagde Li. Men nogle mineral- og guldaflejringer og geokemiske signaturer i antik klippe dukker op igen i en længere cyklus - en der er nærmere en milliard år. I en ny artikel i apriludgaven af tidsskriftet Precambrian Research, der netop er offentliggjort online, hævder Li og hans kolleger, at Jorden faktisk har to samtidige cykler, der kører: en 600 millioner år lang superkontinentcyklus og en milliard år lang superocean cyklus. Hvert superkontinent bryder sammen og reformeres ved hjælp af to skiftende metoder, antager forskerne.
Et vekslende mønster?
De to metoder kaldes "introversion" og "extroversion." For at forstå introversion, forestil dig et superkontinent omgivet af en enkelt superocean. Kontinentet begynder at opdeles i stykker adskilt af et nyt, indre hav. Så, uanset af hvilken grund, begynder subduktionsprocesser i dette nye indre hav. På disse fyrige pletter dykker oceanisk skorpe tilbage i Jordens varme kappe. Det indre hav tygges tilbage i planetens indre. Kontinenterne kommer sammen igen. Voilà - et nyt superkontinent, omgivet af den samme gamle superocean, der var der før.
Ekstroversion skaber derimod både et nyt kontinent og et nyt superocean. I dette tilfælde går et superkontinent fra hinanden og skaber det indre hav. Men denne gang forekommer subduktionen ikke i det indre hav, men i den superocean, der omgiver det riftende superkontinent. Jorden sluger den superocean, og trækker den riftende kontinentale skorpe klar rundt om kloden. Superkontinentet vender i det væsentlige indefra og ud: Dens tidligere kystlinjer smadrer sammen for at danne sin nye midt, og dens revne midt er nu kysten. I mellemtiden er det engang indvendige hav nu en splinterny superocean omkring det nye superkontinent.
Li og hans kolleger brugte modeller for at hævde, at introversion og ekstroversion i de sidste 2 milliarder år har skiftet. I dette scenarie brød superkontinentet Nuna fra hinanden og dannede Rodinia via introversion. Nunas superocean overlevede således at blive Rodinias superocean, som forskere har kaldt Mirovoi. Nuna og Rodinia havde lignende konfigurationer, sagde Li, hvilket styrker forestillingen om, at Nuna simpelthen brød fra hinanden og derefter kom sammen igen.
Men så begyndte den oceaniske skorpe af Mirovoi at undergive sig. Rodinia trak sig fra hinanden, da dens superocean forsvandt. Det smed tilbage sammen på den anden side af planeten som Pangea. Det nye hav, der dannede sig, når Rodinia blev sprunget, og derefter blev det Pangeas superocean, kendt som Panthalassa.
Jordens fremtid
Pangea blev naturligvis sprunget fra hinanden for at blive de kontinenter, vi kender i dag. Panthalassas rester overlever som den stillehavsskorpe.
De sidste 2 milliarder års historie, der er anbragt i den nye forskning, er sandsynlige, sagde Mark Behn, en geofysiker ved Boston College og Woods Hole Oceanographic Institution, der studerer Jordens dybe historie, men ikke var involveret i den nye forskning. Det er imidlertid svært at vide, om de undersøgte cykler repræsenterer et sandt, grundlæggende mønster.
"Du har kun tre iterationer, så du prøver at ekstrapolere tendenser ud af ikke så mange cykler," sagde Behn.
Hvis det vekslende mønster gælder, sagde Li, vil det næste superkontinent dannes ved introversion. De indre oceaner skabt af Pangeas spaltning - Atlanterhavet, det indiske og de sydlige oceaner - lukker. Stillehavet udvides til at blive det nye kontinents eneste superocean. Forskere kalder dette teoretiske fremtidige superkontinent Amasia. (I dette øjeblik er Stillehavet faktisk svindlet lidt ved subduktion, men det mønster kan eller fortsætter måske ikke over hundreder af millioner af år.)
Jordens superkontinentale fremtid forbliver uklar. Modeller, der forsøger at kombinere bevægelserne på Jordens kontinenter med den indre dynamik i mantlen, kan hjælpe med at bestemme, om samlingsmetoderne for introversion / ekstroversion er realistiske, sagde Li. De metoder, der er brugt af Li og hans kolleger, som involverede undersøgelse af molekylære variationsmønstre i gamle klipper, er sandsynligvis på rette vej til at tackle disse grundlæggende spørgsmål omkring pladetektonik, sagde Behn.
I sidste ende, sagde Behn, kommer spørgsmålet ned på, hvad der driver pladetektonik. Ingen ved, hvad der udløser subduktionens start på et bestemt sted og tidspunkt, sagde han. Der er endda debat om, hvornår Jordens plader begyndte at ryste rundt. Nogle forskere mener, at pladetektonik begyndte kort efter, at Jorden blev dannet. Andre mener, at det startede for 3 milliarder, 2 milliarder eller en milliard år siden.
"Dataene for disse ting er lige ved at blive ældre," sagde Behn, "og vi er først nu i stand til at begynde at trække brikkerne sammen."
