Οι ηπείρους της γης μπορεί να έχουν γεννηθεί κάτω από μεγάλες οροσειρές όπως οι Άνδεις.
Νέα έρευνα που συνδυάζει ένα μυστηριώδες ιχνοστοιχείο που λείπει, ένα βράχο 66 εκατομμυρίων ετών, γεμάτο από ένα αρχαίο ηφαίστειο, και μια βάση δεδομένων όλων των χημικών πετρωμάτων που αναλύθηκαν από επιστήμονες τον περασμένο αιώνα εξηγεί γιατί η Γη έχει ηπείρους. Δημοσιεύθηκε στις 16 Ιανουαρίου στο περιοδικό Nature Communications, η μελέτη δείχνει ότι όπου τα βουνά γεννιούνται, είναι και οι ηπείρους.
"Είναι σαν ένα παζλ", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Ming Tang, μεταδιδακτορικός ερευνητής γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο Rice στο Χιούστον. "Υπάρχει ένα κομμάτι που λείπει σε αυτό το ηπειρωτικό παζλ και φαίνεται ότι βρήκαμε την απάντηση".
Το κομμάτι που λείπει
Το κομμάτι που λείπει είναι ένα μέταλλο σπανίων γαιών που ονομάζεται νιοβείο. Στο μεσαίο στρώμα της Γης, που ονομάζεται μανδύα, καθώς και στον ωκεάνιο φλοιό (το τμήμα της εξωτερικής στρώσης του πλανήτη που καλύπτεται από τις θάλασσες), το νιόβιο και άλλο στοιχείο σπανίων γαιών, το ταντάλιο, συνήθως συνυπάρχουν με συνεπή λόγο. Η ηπειρωτική κρούστα είναι περίεργη, είπε ο Tang Live Science. Το κρούστα που συνιστά τις ηπείρους είναι σχετικά χαμηλό σε νιοβείο.
Η περίπτωση αυτού του ελλείποντος νιοβίου στην ηπειρωτική κρούστα έχει παραβιάσει γεωεπιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Ο Τανγκ πήγε να το κυνηγάσει σε μια βάση γεωχημείας βράχου που διατηρούσε το Ινστιτούτο Max Planck στη Γερμανία. Έψαξε ζώνες υποβιβασμού, όπου η κρούστα αλέθεται στο μανδύα και στη μάζα. Αυτό το μάγμα, όταν ψύχεται, έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει ηπείρους. Το νιόβιο δεν έλειπε σε πολλές από αυτές τις ζώνες υποτονίας, διαπίστωσε ο Τανγκ. Αλλά ήταν παράξενα απούσα σε συγκεκριμένες ορεινές περιοχές όπως οι Άνδεις.
Οι Άνδεις είναι μια τεράστια περιοχή ορεινής ανάπτυξης, η οποία τροφοδοτείται από την κοντινή τεκτονική ζώνης υποβιβασμού. Δεδομένου ότι ο ωκεάνιος φλοιός στα ανοιχτά της ακτής της Νότιας Αμερικής κρίνεται κάτω από την ηπειρωτική κρούστα, οι ανήσυχοι Άντες ανεβαίνουν και τα μάγματα πέφτουν από κάποια από τα ηφαίστεια με τη μεγαλύτερη ανύψωση στη Γη, είπε ο Τανγκ.
Περιφέρειες όπως οι Άνδεις - οι οποίες σχηματίζονται στην κορυφή μιας ζώνης υποδιπλασιασμού - είναι γνωστές ως ηπειρωτικά τόξα, και είναι ειδικά επειδή η κρούστα είναι περίπου διπλάσια από την κανονική ηπειρωτική κρούστα, δήλωσε ο Τανγκ. Δυστυχώς, η χημεία των βράχων στο κάτω μέρος αυτής της κρούστας είναι ένα μυστήριο. Σε σχεδόν 50 μίλια (80 χιλιόμετρα) κάτω από την επιφάνεια, αυτά τα βράχια είναι απρόσιτα.
Εισάγετε το xenolith
Ευτυχώς, τα βουνά της Σιέρα Νεβάδα των δυτικών Ηνωμένων Πολιτειών αποτελούσαν μια ενεργή περιοχή κατασκευής ορεινών όγκων, όπως οι σημερινές Άνδεις. Ο Τανγκ, μαζί με τον πετρολόγο Cin-Ty Lee του Πανεπιστημίου της Ράις, και οι συνάδελφοί τους ανέλυσαν ένα δείγμα βράχου που σχηματίστηκε πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια και ωθήθηκε στην επιφάνεια σε μια ηφαιστειακή έκρηξη πριν από περίπου 25 εκατομμύρια χρόνια. Αυτός ο βράχος, που ονομάζεται ξενολιθικό, αρχικά σχηματίστηκε βαθιά στη βάση της Σιέρα Νεβάδα όταν ήταν ένα ενεργό ηπειρωτικό τόξο - οι ερευνητές βρήκαν το βράχο στην Αριζόνα.
Ο βράχος "μπορεί να προσφέρει ένα πολύ ωραίο, εξαιρετικό αναλογικό με το βαθύ κρούστα κάτω από τις Άνδεις", δήλωσε ο Τανγκ.
Η ανάλυση έδειξε ότι το ξενόλιθος του ηπειρωτικού τόξου είχε επιπλέον νιόβιο. Ο Τανγκ και οι συνάδελφοί του βρήκαν το σπάνιο στοιχείο της σπάνιας γης της ηπείρου: Το χαμένο νιόβιο είναι κολλημένο στο κατώτατο σημείο των ηπειρωτικών τόξων.
Το νιόβιο παγιδεύεται τόσο βαθιά λόγω των μοναδικών συνθηκών κάτω από αυτά τα σούπερ παχιά τμήματα του φλοιού της Γης. Κάτω από τα ηπειρωτικά τόξα, λόγω του πυκνού φλοιού, ο μανδύας είναι υπό υψηλή πίεση, είπε ο Τανγκ. Υπό υψηλή πίεση, ένα ορυκτό τιτανίου που ονομάζεται ρουτίλιο κρυσταλλώνεται από το μάγμα. Το ρουτίλ συμβαίνει να παγιδεύει μεγάλες ποσότητες νιοβίου και όχι πολύ ταντάλιο. Είναι επίσης πολύ πυκνό, έτσι πέφτει βαθιά μέσα στην κρούστα καθώς άλλοι βράχοι κυκλοφορούν προς την επιφάνεια.
Επειδή η ηπειρωτική κρούστα λείπει από νιοβείο, πρέπει να έχει σχηματιστεί κάτω από αυτές τις συνθήκες ηπειρωτικού τόξου, είπε ο Τανγκ. Και αυτό σημαίνει ότι τα μέρη όπως οι Άνδεις πιθανώς κρατούσαν τον σπόρο όλων των ηπείρων στη Γη σήμερα.
"Κάθε κομμάτι της ηπείρου που στέκεται τώρα ίσως ξεκίνησε με αυτές τις διαδικασίες κατασκευής ορεινών όγκων", δήλωσε ο Τανγκ.
