Zemes kontinenti, iespējams, ir dzimuši zem lielām kalnu grēdām, piemēram, Andiem.
Jauni pētījumi, kuros apvienots noslēpumains trūkstošais mikroelements, 66 miljonus gadu vecs iezis, kuru apbedījis senais vulkāns, un visu iežu ķīmijas datu bāze, ko zinātnieki analizēja pagājušajā gadsimtā, izskaidro, kāpēc Zemei ir kontinenti. Publicēts 16. janvārī žurnālā Nature Communications, pētījums liek domāt, ka tur, kur dzimst kalni, ir arī kontinenti.
"Tas ir kā finierzāģis," sacīja pētījuma vadītājs Mings Tangs, postdoktorantūras pētnieks ģeoloģijā Rīsa universitātē Hjūstonā. "Šajā kontinentālajā finierzāģa puzzle trūkst, un šķiet, ka mēs atradām atbildi."
Trūkstošais gabals
Trūkstošais gabals ir retzemju metāls, ko sauc par niobiju. Zemes vidējā slānī, ko sauc par mantiju, kā arī okeāna garozā (planētas ārējā slāņa daļa, kuru klāj jūras), niobijs un cits retzemju elements, tantala, parasti pastāv konsekventā proporcijā. Kontinentālā garoza ir dīvaina, Tangs stāstīja Live Science. Kontinentu veidojošajā garozā ir salīdzinoši maz niobija.
Gadījums, kad kontinentālajā garozā trūkst niobija, gadu desmitiem ilgi ir traucējis ģeozinātniekus. Tangs devās to medīt klinšu ģeoķīmijas datu bāzē, kuru uzturēja Maksa Planka institūts Vācijā. Viņš meklēja subdukcijas zonas, kur garoza sasmalcina mantijā un magmā. Šai magmai, atdzesējot, ir potenciāls radīt kontinentus. Nangijs nebija pazudis daudzās no šīm subdukcijas zonām, atzina Tangs. Bet tā savādi nebija tādos kalnu veidošanas reģionos kā Andi.
Andi ir masīvs kalnu veidošanas reģions, kuru darbina tuvējā subdukcijas zonas tektonika. Tā kā okeāna garoza pie Dienvidamerikas krastiem saraujas zem kontinentālās garozas, nemierīgie Andi paceļas, un magma spiež no dažiem no Zemes augstākā līmeņa vulkāniem, sacīja Tangs.
Reģionus, piemēram, Andus, kuri veido subdukcijas zonu, sauc par kontinentālajām arkām, un tie ir īpaši, jo tur esošā garoza ir apmēram divreiz biezāka nekā regulārā kontinentālā garoza, sacīja Tangs. Diemžēl šīs garozas apakšā esošo iežu ķīmija ir noslēpums. Gandrīz 50 jūdzes (80 kilometrus) zem virsmas šīs klintis nav pieejamas.
Ievadiet ksenolītu
Par laimi, Amerikas Savienoto Valstu rietumu Sjerra Nevada kalni kādreiz bija aktīvs kalnu veidošanas reģions, kā šodien Andu kalni. Tangs kopā ar Rīsa universitātes petrologu Cin-Ty Lee un viņu kolēģi analizēja iežu paraugu, kas izveidojās pirms aptuveni 66 miljoniem gadu un tika vulkaniskā izvirduma dēļ novirzīts uz virsmu apmēram pirms 25 miljoniem gadu. Šis iezis, ko sauca par ksenolītu, sākotnēji izveidojās dziļi Sjerra Nevada pamatnē, kad tie bija aktīvs kontinentālais loks - pētnieki atrada iežu Arizonā.
Klints "varētu būt ļoti jauks, lielisks analogs dziļajai garozai zem Andiem", sacīja Tangs.
Analīze parādīja, ka kontinentālās loka ksenolītam bija papildu niobijs. Tangs un viņa kolēģi bija atraduši kontinenta trūkstošo retzemju elementu: Pazudušais niobijs ir iestrēdzis kontinentālo loka apakšā.
Niobijs tiek ieslodzīts tik dziļi, pateicoties unikālajiem apstākļiem zem šiem īpaši biezajiem Zemes garozas posmiem. Kontinentālo loka dēļ biezās garozas dēļ mantijā ir augsts spiediens, sacīja Tangs. Augsta spiediena apstākļos no magmas izkristalizējas titāna minerāls, ko sauc par rutilu. Rutila notver slazdā lielu daudzumu niobija, nevis daudz tantala. Tas ir arī ļoti blīvs, tāpēc tas nonāk dziļi garozā, jo citi ieži tiek cirkulēti pret virsmu.
Tā kā kontinentālajā garozā trūkst niobija, tai ir jābūt izveidojusies šajos kontinentālā loka apstākļos, sacīja Tangs. Un tas nozīmē, ka tādas vietas kā Andi šodien droši vien turēja visu Zemes kontinentu sēklu.
"Katrs kontinenta gabals, uz kura mēs šobrīd stāvam, iespējams, sākās ar šiem kalnu veidošanas procesiem," sacīja Tangs.
