Haben riesige Kollisionen die Bewegung tektonischer Platten ausgelöst?

Eines der bestimmenden Merkmale der Erde ist die Plattentektonik, ein Phänomen, das die Oberfläche des Planeten formt und einige der katastrophalsten Ereignisse wie Erdbeben, Tsunamis und Vulkanausbrüche hervorruft. Während einige Eigenschaften der Plattentektonik wurde entdeckt Nirgendwo sonst im Sonnensystem ist die Erde der einzige uns bekannte Planet mit der gesamten Bandbreite an Prozessen, die an diesem Phänomen beteiligt sind. Und alles deutet darauf hin, dass es sehr früh in der Geschichte unseres Planeten begann.

Was hat er also angefangen? Im Moment ist es schwierig, auf der Grundlage unserer begrenzten Beweise für den Beginn der Erde zwischen zwei Hauptideen zu unterscheiden. Eine neue Studie eines Stücks aus Australien verteidigt jedoch energisch einen von ihnen: schwere Einschläge, die sich ebenfalls früh in der Geschichte des Planeten ereigneten.

Optionen und Effekte

Bald nach der Entstehung der Erde hätte ihre Kruste aus einer relativ gleichmäßigen Schicht aus hartem Gestein bestanden, die als Decke über dem noch geschmolzenen Mantel darunter diente. Darüber hinaus gab es wahrscheinlich einen globalen Ozean, weil tektonische Platten noch keine Berge bildeten. In gewisser Weise hat sich diese Situation in das verwandelt, was wir jetzt sehen: die großen Regionen der sich bewegenden und schwimmenden Kruste der Kontinentalplatten und die sich ständig ausbreitende tiefe ozeanische Kruste, die aus Mantelmaterial gebildet wird, alle angetrieben durch die Wärme der Materialbewegung Der Mantel.

Die grundlegende Erklärung für den Ursprung der Plattentektonik ist einfach die Annahme, dass die Mantelrotation auch der Grund für den Beginn des Phänomens war. Explosionen über heißen Stellen im Mantel bringen weniger dichtes Material an die Oberfläche, wobei ein erhöhtes Gewicht dichteres Material den Mantel hinunterdrückt. Während diese Prozesse weitergehen, werden im Laufe der Zeit mehr Überstände an die Oberfläche gebracht, wodurch einige Bereiche zu auftauchenden Platten erweitert werden. Diese Erklärung hat den Vorteil, dass der Prozess mit den gleichen Faktoren beginnt, die ihn heute antreiben – Wissenschaftler neigen dazu, es zu hassen, sich auf mehrere, unterschiedliche Erklärungen verlassen zu müssen.

Aber sie hassen auch Zufälle, und Zufall ist jenseits jeder alternativen Erklärung. Die ersten Hinweise auf die Bewegung tektonischer Platten tauchten vor etwa 3,8 Milliarden Jahren auf, nicht lange nach der Entstehung der Erde. Dieser Zeitraum überschneidet sich auch mit einer Reihe großer Einschläge, die als Late Heavy Bombardment bezeichnet werden und die Körper des Sonnensystems trafen.

Diese Effekte hätten der Kruste viel Energie gespart, sie aufgebrochen und lokal zum Schmelzen gebracht. Dadurch kann heißes Material sowohl aus der geschmolzenen Kruste als auch aus dem Mantel durch Vulkane an die Oberfläche dringen. Der Effekt ähnelt in gewisser Weise Vulkanausbrüchen über einem Hotspot, wobei weniger dichtes Material an der Oberfläche auftaucht, aber dies kann über Hunderte von Millionen von Jahren an mehreren Orten auf dem Planeten auftreten.

Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen den beiden Theorien und der Tatsache, dass ein Großteil der Beweise in den letzten mehreren Milliarden Jahren zerstört wurde, ist es schwierig zu sagen, welche die Beweise besser stützen. Aber Forscher in einem neuen Papier behaupten, Beweise dafür gefunden zu haben, dass die Auswirkungen potenziell gefährlich sind.

Beginnend mit einem Knall

Die Arbeit basiert auf Zirkonkristallen, die sehr stabile Strukturen sind, die enthalten Älteste bestätigte Grundstücke. Die Autoren konzentrierten sich auf Kristalle, die aus einem Teil Australiens namens Pilbara Craton stammen. Kratons sind die ältesten und stabilsten Teile der kontinentalen Kruste und neigen dazu, den Kern moderner Kontinente zu bilden. Pilbara ist einer der zwei ältesten bekannten Schlagstöcke auf der Erde.

Die Forscher untersuchten die Zirkone auf Hinweise, dass sie nach ihrer Entstehung durch geologische Prozesse verändert worden waren, was dazu führte, dass sie von der weiteren Analyse ausgeschlossen wurden. Sie erhielten auch Daten für alle Kristalle, die auf dem Zerfall von Uran basieren. Dann konzentrierten sie sich auf zwei Dinge, die uns etwas über die Umgebung verrieten, in der sich die Kristalle bildeten. Die erste bezieht sich auf die Art des Gesteins, in das die Kristalle eingebettet waren, was angeblich die Umgebung widerspiegelt, in der sie entstanden sind. Der zweite ist der Sauerstoffanteil eines bestimmten Isotops (¹⁸s). Diese Analyse liefert einen Hinweis auf die Temperatur, bei der sich der Kristall gebildet hat, was im Allgemeinen mit seiner Tiefe zusammenhängt.