Künstlerische Darstellung von Verwerfungslinien auf der Erde. (Andrzej Wojcicki/Science Photo Library/Getty Images) Wie entstanden die tektonischen Platten der Erde? Man könnte meinen, dass diese Frage leicht zu beantworten wäre, wenn man bedenkt, dass wir jetzt versuchen, die Antwort auf den Punkt zu bringen Besonderheiten von Wann es passierte , und ob es Tektonik gibt Aktivität auf dem Mond . Aber unser Wissen darüber, wie dieser Planetenmechanismus entstanden ist, ist überraschend dürftig.
Forscher aus China, Hongkong und den Vereinigten Staaten haben nun eine neue Hypothese aufgestellt – eine, die auf den ersten Blick einer vor Jahrzehnten diskreditierten Idee unglaublich ähnlich sieht, nun aber eine erneute Betrachtung verdient.
Vor 3,3 bis 4,4 Milliarden Jahren bewegten sich tektonische Platten um die Oberfläche unseres Planeten. je nachdem, wen man fragt . Aber ein paar Milliarden Jahre tektonischer Bewegung und Krustenrecycling haben dazu geführt, dass es ziemlich schwierig ist, herauszufinden, wie es überhaupt zu tektonischen Platten auf der Erde kam.
Vor ein paar Jahren, Forscher ein Modell entwickelt Dies zeigt, dass sich tektonische Platten zunächst in einem ähnlichen Prozess bildeten wie sie sich auch weiterhin verschoben haben – wobei einige Teile der Erdkruste unter andere abtauchten und eine jahrtausendelange Kettenreaktion aneinanderstoßender Krustenstücke auslösten.
Doch die neue Forschung präsentiert ein Modell, das etwas ganz anderes zeigt. Das Forscherteam geht davon aus, dass sich die kürzlich gebildete Erdschale vor Milliarden von Jahren erwärmte, was zu einer Ausdehnung der Erdschale und einem Bruch führte, der zu den Platten führte, die wir heute als tektonische Platten kennen.
„Hier verwenden wir 3D-Kugelschalenmodelle“, Das Team schreibt in seinem neuen Papier: „Um einen selbstorganisierten Bruchmechanismus zu demonstrieren, der dem durch thermische Ausdehnung angetriebenen Mechanismus ähnelt.“ lithosphärisch erheben.'
(Tang et al., Nature Communications, 2020)
Über: Eine Momentaufnahme des Modells, die späte Stadien des Wachstums und der Verschmelzung zur plattentektonischen Erde zeigt. Brüche sind schwarz und Farben zeigen Spannungen.
Jetzt die Hypothese der expandierenden Erde ist keine neue Idee. Im 19. Jahrhundert wurde eine expandierende Erde vorgeschlagen, um zu erklären, wie sich geografische Merkmale wie Berge gebildet haben könnten. Sie geriet jedoch in Misskredit, als wir die Plattentektonik entdeckten.
Aber das neue Szenario ist nicht ganz dasselbe wie das, das zu Charles Darwins Zeiten vorgeschlagen wurde. Der entscheidende Unterschied liegt darin, wo die Erde vor all den Jahren Dampf abgelassen hat.
„Die Antwort liegt in der Berücksichtigung der großen Wärmeverlustmechanismen, die während der Frühzeit der Erde aufgetreten sein könnten.“ sagte der Planetenforscher Alexander Webb von der Universität Hongkong.
„Wenn die vulkanische Advektion, bei der heißes Material aus der Tiefe an die Oberfläche transportiert wird, die Hauptursache für den frühen Wärmeverlust war, dann ändert das alles.“
Es kommt darauf an, ob der Wärmeverlust der Erde über einen langen Zeitraum durch Wärmeleitung (gleichmäßige Strahlung über den Planeten) erfolgte oder ob Vulkane Lava (und Wärme) aus dem Inneren des Planeten an die Oberfläche spuckten, wo sie abkühlte.
Diese Ansammlung von abgekühltem Material wäre schließlich abgesunken und hätte die Lithosphäre abgekühlt, wodurch sich die Vulkanausbrüche verlangsamt und die Abkühlung der Erde insgesamt gebremst hätte. Dies hätte wiederum die innere Hitze des Planeten eingefangen, was die Kruste ausdehnte, wodurch sie aufplatzte und tektonische Platten bildete.
„Unsere numerischen Experimente zeigen, dass sich die Polygonrisse auf der Erdoberfläche als Reaktion auf flache lithosphärische Prozesse entwickeln könnten, wobei Dreifachverbindungen als Nebenprodukte der Bruchbildung entstehen könnten.“ schreibt das Team in seiner Arbeit.
„Die schnelle Entwicklung des Bruchnetzwerks in jedem Experiment erfolgt bei einer Gesamtausdehnung von etwa 1 km und dauert etwa 5 Millionen Jahre.“
Es ist wichtig zu beachten, dass es sich bei dieser Studie nur um eine Hypothese handelt. Wir sind noch weit davon entfernt zu verstehen, was auf der alten Erde passierte und zu tektonischen Platten führte. Aber mit mehr Beweisen könnte diese Hypothese ein wichtiger Teil der Erforschung der einzigartigen Eigenschaften unseres Planeten sein.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .