Jordens kontinent kan være født under store bjergkæder som Andesbjergene.
Ny forskning, der kombinerer et mystisk manglende sporelement, en 66 millioner år gammel klippe burped af en gammel vulkan og en database med al den rockkemi, der er analyseret af forskere i det forrige århundrede, forklarer, hvorfor Jorden har kontinent. Studien blev offentliggjort 16. januar i tidsskriftet Nature Communications, og antyder, at hvor bjergene er født, det er også kontinenter.
”Det er som et puslespil,” sagde studieleder Ming Tang, en postdoktor i geologi ved Rice University i Houston. "Der er en manglende del i dette kontinentale puslespil, og det ser ud til, at vi fandt svaret."
Det manglende stykke
Det manglende stykke er et sjældent jord metal kaldet niob. I Jordens midterste lag, kaldet mantelen, såvel som i den oceaniske skorpe (den del af planetens ydre lag, der er dækket af have), forekommer niob og et andet sjældent jordelement, tantal, typisk i et ensartet forhold. Den kontinentale skorpe er underlig, fortalte Tang til Live Science. Skorpen, der udgør kontinenterne, er relativt lav i niob.
Sagen om det manglende niob i den kontinentale skorpe har plaget geovidenskabsmænd i årtier. Tang var på jagt efter det i en stengeokemisk database vedligeholdt af Max Planck Institute i Tyskland. Han søgte subduktionszoner, hvor skorpen slibes ind i mantel- og magmasformen. Denne magma har, når den afkøles, potentialet til at skabe kontinenter. Niob manglede ikke på tværs af mange af disse subduktionszoner, fandt Tang. Men det var mærkeligt fraværende i især bjergbyggerier som Andesbjergene.
Andesfjellene er en massiv bjergbygningsregion, drevet af den nærliggende tektonik i en subduktionszone. Når den oceaniske skorpe ud for Sydamerikas kyst knast under den kontinentale skorpe, stiger de rastløse Andes, og magma ryger ud fra nogle af de vulkaner med højeste højde på Jorden, sagde Tang.
Regioner som Andesbjergene - der danner toppen af en subduktionszone - er kendt som kontinentale buer, og de er specielle, fordi skorpen der er cirka dobbelt så tyk som almindelig kontinentale skorpe, sagde Tang. Desværre er stenens kemi i bunden af denne skorpe et mysterium. Disse sten er næsten 50 kilometer under overfladen utilgængelige.
Indtast xenolit
Heldigvis plejede Sierra Nevada-bjergene i de vestlige USA at være en aktiv bjergbygningsregion, som Andesbjergene i dag. Tang sammen med Rice University-petrolog Cin-Ty Lee og deres kolleger analyserede en prøve af sten, der dannede for ca. 66 millioner år siden og blev skubbet til overfladen i et vulkanudbrud for omkring 25 millioner år siden. Denne klippe, kaldet en xenolit, dannedes oprindeligt dybt ved basen af Sierra Nevada, da de var en aktiv kontinentale bue - forskerne fandt klippen i Arizona.
Klippen "kan muligvis give en meget flot, fremragende analog til den dybe skorpe under Andesbjergene," sagde Tang.
Analysen viste, at den kontinentale buexenolit havde ekstra niob. Tang og hans kolleger havde fundet kontinentets manglende sjældne jordelement: Det mistede niob sidder fast ved bunden af kontinentale buer.
Niob bliver fanget så dybt på grund af de unikke forhold under disse supertykke sektioner af jordskorpen. På grund af den tykke skorpe er mantelen under kontinentale buer under højt tryk, sagde Tang. Under højt tryk krystalliserer et titaniummineral kaldet rutil ud af magma. Rutile fælder tilfældigvis store mængder niob og ikke meget tantal. Det er også meget tæt, så det falder dybt inde i skorpen, når andre klipper cirkulerer mod overfladen.
Fordi den kontinentale skorpe mangler niob, må den have dannet sig under disse kontinentale bueforhold, sagde Tang. Og det betyder, at steder som Andesfjeldene sandsynligvis holdt frø af alle kontinenter på Jorden i dag.
”Hvert stykke kontinent, som vi står på lige nu, begyndte sandsynligvis med disse bjergbygningsprocesser,” sagde Tang.
