Egy friss kutatás új megvilágításba helyezi a korai lemeztektonika elméletét, és kérdéseket vet fel annak érvényességével kapcsolatban.

Egy újonnan közzétett kutatás felfedte, hogy a modern kontinentális kéreg kialakulásához nem elengedhetetlen a lemeztektonika jelenléte. A kutatók megállapították, hogy a földkéreg összetétele napjainkban meglepően hasonlít a Föld kezdeti külső héjához, az úgynevezett protokéreghez. Ez a korai sziklás réteg olyan kémiai nyomokat tartalmaz, amelyeket eddig kizárólag a szubdukciós folyamatok során kialakult kontinentális kérgekhez kapcsoltak, amikor egy tektonikus lemez a másik alá süllyed. A Nature tudományos folyóirat április 2-án megjelent tanulmánya azonban arra mutat rá, hogy e jellegzetes kémiai összetevők létrejöttéhez a lemeztektonika nem szükséges.

Ezek az új felfedezések kulcsfontosságúak a bolygónk lemeztektonikájának kezdetének megértésében. Az a kérdés, hogy pontosan mikor és miért vált a Föld kérge több nagy tektonikus lemezre, továbbra is rejtély marad. Ezek a lemezek folyamatos mozgásukkal egymásnak ütköznek, hegyláncokat és vulkánokat hozva létre, valamint földrengéseket generálva.

"Valószínűleg ez egy téves érvelés" - nyilatkozta Craig O'Neill, a tanulmány vezető szerzője és az ausztrál Queenslandi Műszaki Egyetem geofizikusa a Live Science tudományos hírportálnak. A vita középpontjában álló kémiai markerek, például a titán és a nióbium, a kőzetek kristályszerkezetében alakulnak ki, miközben a forró magma megszilárdul.

Ezeknek az összetevőknek a működése jelentősen változhat a környezetük adottságaitól. O'Neill és munkatársai felfedezték, hogy a korai, folyékony állapotú Föld kémiai összetétele merőben eltérhetett a mai világban tapasztalhatóktól.

Ahogy a hadaikum eón kezdetén a Föld olvadt felszíne megszilárdult, a magma vasban gazdag részei lesüllyedtek és összekoncentrálódva bolygónk mai fémes magjává váltak. Mindez azt is jelenti, hogy a földköpeny vastartalma idővel jelentősen lecsökkent.

A köpenyből származó magma, amely napjainkban a szubdukciós zónákban, például a Csendes-óceáni tűzgyűrű mentén keletkezik, a legújabb kutatások fényében eltér attól, amit a korai Föld magmájaként képzelhetnénk el. A tudósok modellezték a nyomelemek viselkedését a Föld első néhány százmillió évének sajátos környezeti feltételei között, amikor a kéreg, a mag és a köpeny még nem volt olyan differenciált, mint ma, és a kialakuló földköpeny gazdag volt vasban.

O'Neill kifejtette, hogy az általuk feltárt minta "figyelemre méltóan párhuzamba állítható a szubdukciós zónák markereivel". Ez arra utal, hogy ezek a kémiai nyomok nem szolgálnak bizonyítékul arra, hogy a korai Földön már létezett volna szubdukciós folyamat. Sokkal valószínűbb, hogy ezek a jelek abból az átmeneti időszakból származnak, amikor a Föld felszíne még olvadt állapotban volt, és folyékony kőzetekből állt, mielőtt megszilárdult volna. "A rendelkezésre álló néhány bizonyíték, amely a korai lemeztektonika mellett érvel, valószínűleg nem támasztja alá ezt az elméletet, hanem egy, a maihoz képest teljesen eltérő ősi kéreg létezésére utal" - magyarázta a kutatás vezető szerzője.

A kutatók álláspontja szerint mindez azt jelzi, hogy a Föld korai időszakában még nem alakultak ki a lemeztektonikai folyamatok. A fiatal bolygónk felszínén, a hadaikumban, számos kozmikus törmelék és kisebb-nagyobb aszteroida csapódott be, amelyek között több olyan hatalmas égitest is akadt, amelyek könnyedén áttörték az ősi protokérget. Ez a jelenség lehetővé tette, hogy a vasban gazdag olvadékok mélyebbre süllyedjenek a Föld belsejében.

A Föld történetében valószínűleg csak jóval később, körülbelül 3,2 és 2,7 milliárd évvel ezelőtt terjedt el a lemeztektonika. Craig O'Neill, a Queenslandi Műszaki Egyetem geofizikusa és a tanulmány vezető szerzője, arra hívja fel a figyelmet, hogy sokkal több bizonyíték támasztja alá azt a nézetet, miszerint a megszilárduló kéreg mozgását ezen időszak előtt nem a lemeztektonikai folyamatok irányították. "A következő izgalmas kérdés az, hogy milyen kölcsönhatások zajlottak e két, egymást váltó, de alapvetően eltérő folyamat között" - mondja O'Neill, hangsúlyozva a kutatás jelentőségét.