Земните континенти може би са се родили под големи планински вериги като Андите.
Ново проучване, съчетаващо мистериозен липсващ микроелемент, 66-милионна годишна скала, изровена от древен вулкан, и база данни за цялата скална химия, анализирана от учени през миналия век, обяснява защо Земята има континенти. Публикувано на 16 януари в списанието Nature Communications, проучването предполага, че където се раждат планини, толкова са и континентите.
"Това е като пъзел", казва ръководителят на проучването Минг Танг, докторантура по геология в Университета Райс в Хюстън. „В този континентален пъзел липсва част и изглежда, че намерихме отговора.“
Липсващото парче
Липсващото парче е рядкоземен метал, наречен ниобий. В средния слой на Земята, наречен мантия, както и в океанската кора (частта от външния слой на планетата, покрита от морета), ниобий и друг рядкоземен елемент, тантал, обикновено се срещат в последователно съотношение. Континенталната кора е странна, каза Танг пред Live Science. Кората, която съставлява континентите, е с ниско съдържание на ниобий.
Случаят с този липсващ ниобий в континенталната кора притеснява геолозите от десетилетия. Танг отиде на лов в база данни за геохимия на скалите, поддържана от Института Макс Планк в Германия. Той търси зони на субдукция, където кора се смила във формата на мантията и магмите. Тази магма, когато се охлади, има потенциал да създаде континенти. Ниобиум не липсваше в много от тези зони на субдукция, откри Танг. Но той беше странно отсъстващ в определени планинско-строителни райони като Андите.
Андите са масивна планинско-строителна област, задвижвана от близката тектоника на зона на субдукция. Тъй като океанската кора край бреговете на Южна Америка се срива под континенталната кора, неспокойните Анди се издигат и магмата се извива от някои от най-високите вулкани на Земята, каза Танг.
Региони като Андите, които образуват върха на зона на субдукция - са известни като континентални дъги и са специални, тъй като кората там е около два пъти по-дебела от обикновената континентална кора, каза Танг. За съжаление химията на скалите в дъното на тази кора е загадка. На близо 50 мили (80 километра) под повърхността тези скали са недостъпни.
Въведете ксенолита
За щастие, планините Сиера Невада в западните Съединени щати са били активен планинско строителство, като Андите днес. Танг, заедно с петроложката от университета Райс Син-Тай Лий и техните колеги анализираха проба от скала, която се е образувала преди около 66 милиона години и е била изтласкана на повърхността при вулканично изригване преди около 25 милиона години. Тази скала, наречена ксенолит, първоначално се е образувала дълбоко в основата на Сиера Невада, когато са били активна континентална дъга - изследователите са открили скалата в Аризона.
Скалата "може да осигури много хубав, отличен аналог на дълбоката кора под Андите", каза Танг.
Анализът показа, че ксенолитът на континенталната дъга има допълнителен ниобий. Танг и неговите колеги бяха открили липсващия рядкоземен елемент на континента: Изгубеният ниобий е заседнал в дъното на континенталните дъги.
Ниобият се хваща в капан толкова дълбоко заради уникалните условия под тези супер дебели участъци от земната кора. Под континенталните дъги, поради дебелата кора, мантията е под високо налягане, каза Танг. При високо налягане титанов минерал, наречен рутил, кристализира от магма. Случва се да улавя големи количества ниобий и не много тантал. Освен това е много гъста, така че попада дълбоко в земната кора, тъй като други скали циркулират към повърхността.
Тъй като в континенталната кора липсва ниобий, тя трябва да се е образувала при тези континентални дъгови условия, каза Танг. А това означава, че места като Андите вероятно днес са държали семето на всички континенти на Земята.
„Всяко парче континент, на който се намираме в момента, вероятно е започнало с тези планинско-строителни процеси“, каза Танг.
