Die Kontinente der Erde sind Millionen von Jahren früher entstanden, als wir dachten, sagen Wissenschaftler

Blick auf Wolkenlandschaften rund um Sumatra, Indonesien. (NASA-Erdobservatorium)

Die meisten Menschen wissen, dass die Landmassen, auf denen wir alle leben, nur 30 Prozent der Erdoberfläche ausmachen und der Rest von Ozeanen bedeckt ist.

Die Entstehung der Kontinente war ein entscheidender Moment in der Geschichte des Lebens auf der Erde, nicht zuletzt weil sie der bescheidene Wohnsitz der meisten Menschen sind. Es ist jedoch immer noch nicht genau klar, wann diese kontinentalen Landmassen zum ersten Mal auf der Erde erschienen und durch welche tektonischen Prozesse sie entstanden sind.

Unsere Forschung, veröffentlicht In Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften schätzt das Alter von Gesteinen aus den ältesten Kontinentalfragmenten (sogenannten Kratonen) in Indien, Australien und Südafrika. Der Sand, aus dem diese Felsen entstanden, bildete einst einige der ersten Strände der Welt.

Wir kommen zu dem Schluss, dass sich die ersten großen Kontinente vor etwa 3 Milliarden Jahren über den Meeresspiegel bewegten – viel früher als die von früheren Forschungen geschätzten 2,5 Milliarden Jahre.

(Autor angegeben)

Links: Sandsteinformationen (mit Maßstabslineal); rechts: Mikroskopische Bilder von Zirkonkörnern.

Ein 3 Milliarden Jahre alter Strand

Wenn sich Kontinente über die Ozeane erheben, beginnen sie zu erodieren. Wind und Regen zerkleinern Steine ​​in Sandkörner, die von Flüssen flussabwärts transportiert werden und sich entlang der Küsten ansammeln, um Strände zu bilden.

Diese Prozesse, die wir heute bei einem Strandausflug beobachten können, laufen seit Milliarden von Jahren ab. Indem Geologen die Gesteinsschichten nach Anzeichen alter Strandablagerungen durchsuchen, können sie Episoden der Kontinentbildung untersuchen, die in der fernen Vergangenheit stattgefunden haben.

Der Singhbhum-Kraton, ein altes Stück Kontinentalkruste, das die östlichen Teile des indischen Subkontinents ausmacht, enthält mehrere Formationen aus altem Sandstein. Diese Schichten wurden ursprünglich aus Sand gebildet, der an Stränden, Flussmündungen und Flüssen abgelagert, dann vergraben und zu Fels verdichtet wurde.

Wir haben das Alter dieser Ablagerungen bestimmt, indem wir mikroskopisch kleine Körner eines Minerals namens Zirkon untersucht haben, das in diesen Sandsteinen konserviert ist.

Dieses Mineral enthält winzige Mengen Uran, das durch radioaktiven Zerfall sehr langsam in Blei umgewandelt wird. Dies ermöglicht es uns, das Alter dieser Zirkonkörner mithilfe einer Technik namens abzuschätzen Uran-Blei-Datierung , das sich gut zur Datierung sehr alter Gesteine ​​eignet.

Die Zirkonkörner zeigen, dass die Singhbhum-Sandsteine ​​vor etwa 3 Milliarden Jahren abgelagert wurden und damit zu den ältesten Strandablagerungen der Welt gehören. Dies deutet auch darauf hin, dass vor mindestens drei Milliarden Jahren eine kontinentale Landmasse im heutigen Indien entstanden ist.

(Autor angegeben)

Oben: Granite gehören zu den Gesteinsarten mit der geringsten Dichte und der höchsten Schwimmfähigkeit (Stift zur Maßstabsbestimmung beigefügt).

Interessanterweise sind Sedimentgesteine ​​in etwa diesem Alter auch in den ältesten Kratonen Australiens (dem Pilbara- und Yilgarn-Kraton) und Südafrika (dem Kaapvaal-Kraton) vorhanden, was darauf hindeutet, dass zu dieser Zeit mehrere kontinentale Landmassen rund um den Globus entstanden sein könnten.

Erhebe dich darüber

Wie gelang es felsigen Kontinenten, sich über die Ozeane zu erheben? Ein einzigartiges Merkmal von Kontinenten ist ihre dicke, schwimmfähige Kruste, die es ihnen ermöglicht, auf dem Erdmantel zu schwimmen, genau wie ein Korken im Wasser.

Wie bei Eisbergen ragt die Spitze von Kontinenten mit dicker Kruste (normalerweise mehr als 45 km oder etwa 28 Meilen dick) aus dem Wasser heraus, während Kontinentalblöcke mit einer Kruste, die dünner als etwa 40 km ist, unter Wasser bleiben.

Wenn also das Geheimnis des Aufstiegs der Kontinente in ihrer Dicke liegt, müssen wir verstehen, wie und warum sie überhaupt anfingen, dicker zu werden.

Die meisten antiken Kontinente, einschließlich des Singhbhum-Kratons, bestehen aus Graniten, die durch das Schmelzen bereits vorhandener Gesteine ​​​​an der Basis der Kruste entstanden sind.

Bei unserer Forschung fanden wir heraus, dass sich die Granite im Singhbhum-Kraton vor etwa 3,5 bis 3 Milliarden Jahren in immer größeren Tiefen bildeten, was darauf hindeutet, dass die Kruste in diesem Zeitfenster dicker wurde.

Da Granite zu den Gesteinsarten mit der geringsten Dichte gehören, wäre die alte Kruste des Singhbhum-Kratons mit zunehmender Dicke immer schwimmfähiger geworden. Wir gehen davon aus, dass die kontinentale Kruste des Singhbhum-Kratons vor etwa drei Milliarden Jahren eine Dicke von etwa 50 Kilometern erreicht hatte, wodurch sie schwimmfähig genug war, um sich über den Meeresspiegel zu erheben.

Der Aufstieg der Kontinente hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf das Klima, die Atmosphäre und die Ozeane der frühen Erde.

Und die Erosion dieser Kontinente hätte die Küstenumgebungen, in denen frühes photosynthetisches Leben blühte, mit chemischen Nährstoffen versorgt, was zu einer … Boom der Sauerstoffproduktion und letztendlich dabei helfen, das zu schaffen sauerstoffreiche Atmosphäre in dem wir heute gedeihen.

Die Erosion der frühen Kontinente hätte auch dazu beigetragen, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu binden, was zu einer globalen Abkühlung der frühen Erde geführt hätte.

Tatsächlich passieren auch die frühesten Gletscherablagerungen erscheinen in der geologischen Aufzeichnung vor etwa 3 Milliarden Jahren, kurz nachdem die ersten Kontinente aus den Ozeanen entstanden.

Priyadarshi Chowdhury , Postdoktorand, Monash Universität ; Jack Mulder , Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Die Universität von Queensland ; Oliver Nebel , Außerordentlicher Professor, Monash Universität , Und Peter Cawood , Professor und ARC Laureate Fellow, Monash Universität .

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