Zemeljske celine so se morda rodile pod velikimi gorskimi verigami, kot so Andi.
Nova raziskava, ki združuje skrivnostni manjkajoči element v sledeh, 66 milijonov milijonov let staro skalo, ki jo je požgal starodavni vulkan, in podatkovno bazo vse kemije kamnine, ki so jo v preteklem stoletju analizirali znanstveniki, razloži, zakaj ima Zemlja celine. Študija, ki je bila objavljena 16. januarja v reviji Nature Communications, nakazuje, da so tam, kjer se rodijo gore, tudi celine.
"To je kot sestavljanka," je dejal vodja študije Ming Tang, podoktorski raziskovalec geologije na univerzi Rice v Houstonu. "V tej celinski sestavljanki manjka del in zdi se, da smo našli odgovor."
Manjkajoči kos
Manjkajoči kos je redkozemeljska kovina, imenovana niobij. V srednjem sloju Zemlje, imenovanem plašč, pa tudi v oceanski skorji (delu zunanje plasti planeta, ki ga pokriva morje), niobij in drug redkozemeljski element, tantal, običajno sovpadajo v doslednem razmerju. Celinska skorja je čudna, je Tang povedal Live Science. Skorja, ki sestavlja celine, je v niobiju razmeroma malo.
Primer manjkajočega niobija v celinski skorji že desetletja gnjavi geoznanstvenike. Tang se je lovil zanj v zbirki podatkov o geokemiji kamnin, ki jo vzdržuje Inštitut Max Planck v Nemčiji. Poiskal je subdukcijske cone, kjer se skorja zmelje v obliki plašča in magme. Ta magma, ko se ohladi, lahko ustvari celine. Tang je ugotovil, da Niobium ni manjkal v mnogih od teh območij subdukcije. Vendar je bil v odročnih gorskih območjih, kot so Andi, bizarno odsoten.
Ande so ogromno gorsko stavbno območje, ki ga poganja bližnja tektonika območja subdukcije. Medtem ko se oceanska skorja ob obali Južne Amerike krči pod celinsko skorjo, se dvigajo nemirni Andi, magma pa izvira iz nekaterih največjih vulkanov na Zemlji, je povedal Tang.
Regije, kot so Andi, ki tvorijo na območju subdukcije, so znane kot celinski loki, posebni pa so, ker je tam skorja približno dvakrat debelejša kot navadna celinska skorja, je dejal Tang. Na žalost je kemija kamnin na dnu te skorje skrivnost. Na skoraj 50 miljah (80 kilometrov) pod gladino so te kamnine nedostopne.
Vnesite ksenolit
Na srečo so bile gore Sierra Nevade v zahodnih Združenih državah Amerike aktivno območje graditve gora, kot so danes Andi. Tang je skupaj s petrologom univerze Rice Cin-Ty Leejem in njihovimi sodelavci analiziral vzorec kamnine, ki se je oblikoval pred približno 66 milijoni let in je bil v vulkanskem izbruhu pred približno 25 milijoni let potisnjen na površje. Ta skala, imenovana ksenolit, je prvotno nastala globoko ob vznožju Sierre Nevade, ko so bili aktivni celinski lok - raziskovalci so skalo našli v Arizoni.
Kamen "bi lahko bil zelo lep, odličen analog globoki skorji pod Andi," je dejal Tang.
Analiza je pokazala, da je ksenolit celinskega loka imel dodaten niobij. Tang in njegovi sodelavci so na celini našli manjkajoči redkozemeljski element: izgubljeni niobij je obtičal na dnu celinskih lokov.
Niobij se ujame tako globoko zaradi edinstvenih razmer pod temi super debelimi odseki Zemljine skorje. Pod celinskimi loki je zaradi debele skorje plašč pod visokim pritiskom, je dejal Tang. Pod visokim pritiskom se iz magme kristalizira titanov mineral imenovan rutil. Z rutino se ujamejo velike količine niobija in ne veliko tantala. Je tudi zelo gosta, zato pade globoko v skorjo, ko druge kamnine krožijo proti površju.
Ker v kontinentalni skorji manjka niobij, se mora tvoriti v teh razmerah celine, je dejal Tang. In to pomeni, da so kraji kot so Andi danes verjetno hranili seme vseh celin na Zemlji.
"Vsak del celine, na katerem trenutno stojimo, se je verjetno začel s temi procesi gradnje gora," je dejal Tang.
