Zemalni kontinenti možda su rođeni pod velikim planinskim lancima poput Anda.
Novo istraživanje koje je kombiniralo misteriozni nestali element u tragovima, staru 66 milijuna godina koju je izgarao drevni vulkan, i bazu podataka o celoj hemiji stijena koju su analizirali znanstvenici u prošlom stoljeću objašnjava zašto Zemlja ima kontinente. Objavljeno 16. siječnja u časopisu Nature Communications, studija sugerira da tamo gdje su planine rođene, to su i kontinenti.
"To je poput slagalice", rekao je voditelj studije Ming Tang, postdoktorski istraživač geologije na Sveučilištu Rice u Houstonu. "U ovoj kontinentalnoj slagalici nedostaje dio, a čini se da smo našli odgovor."
Komad koji nedostaje
Komad koji nedostaje je metal rijetke zemlje koji se zove niobij. U srednjem sloju Zemlje, nazvanom plašt, kao i u oceanskoj kori (dijelu vanjskog sloja planete prekrivenom morima), niobij i drugi rijetkozemni element, tantal, obično se javljaju u dosljednom omjeru. Kontinentalna kora je čudna, rekao je Tang za Live Science. Kora koja sačinjava kontinente relativno je malo niobija.
Slučaj tog nestalog niobija u kontinentalnoj kori već desetljećima gnjavi geoznanstvenice. Tang je otišao u lov na bazu podataka o geokemiji stijena koju održava Institut Max Planck u Njemačkoj. Pretražio je zone subdukcije, gdje se kora usitnjava u plašt i oblik magme. Ta magma, kad se ohladi, ima potencijal stvaranja kontinenata. Niobium nije nedostajao u mnogim od tih područja subdukcije, otkrio je Tang. Ali u bizarno planinskim predjelima, poput Anda, bizarno nije bio prisutan.
Andi su masivno područje gradnje planina, koje pokreće obližnja tektonika zone subdukcije. Dok se oceanska kora uz obalu Južne Amerike drobi ispod kontinentalne kore, nemirni Andi se uzdižu, a magma izvire iz nekih vulkana s najviše nadmorske visine na Zemlji, rekao je Tang.
Regije poput Anda - koje tvore na vrhu subdukcije - poznate su kao kontinentalni lukovi, a posebne su po tome što je tamo njihova тамra oko dvostruko deblja od regularne kontinentalne kore, rekao je Tang. Nažalost, kemija stijena na dnu ove kore je misterija. Na gotovo 50 milja (80 kilometara) ispod površine ove su stijene nepristupačne.
Unesite ksenolit
Srećom, planine Sierra Nevada zapadnih Sjedinjenih Država bile su aktivna regija za izgradnju planina, poput Anda danas. Tang je zajedno s petrologom Sveučilišta Rice Cin-Ty Leeom i njihovim kolegama analizirao uzorak stijene koji se stvorio prije otprilike 66 milijuna godina i bio je gurnut na površinu u vulkanskoj erupciji prije oko 25 milijuna godina. Ova stijena, nazvana ksenolit, izvorno je formirana duboko u podnožju Sijera Nevade kad je bila aktivni kontinentalni luk - istraživači su pronašli stijenu u Arizoni.
Stijena "mogla bi pružiti vrlo lijep, izvrstan analog dubokoj kore ispod Anda", rekao je Tang.
Analiza je pokazala da ksenolit kontinentalnog luka ima dodatni niobij. Tang i njegovi kolege pronašli su na kontinentu nedostajući rijetkozemni element: Izgubljeni niobij zaglavljen je na dnu kontinentalnih lukova.
Niobij je toliko duboko uhvaćen zbog jedinstvenih uvjeta ispod ovih super debelih dijelova Zemljine kore. Pod kontinentalnim lukovima, zbog guste kore, plašt je pod velikim pritiskom, rekao je Tang. Pod visokim pritiskom, mineral titana zvan rutil kristalizira iz magme. Rutini se događa da uhvati velike količine niobija, a ne mnogo tantala. Također je vrlo gusta, pa pada duboko u kore dok druge stijene cirkuliraju prema površini.
Kako kontinentalnoj kori nedostaje niobij, on se mora formirati u tim uvjetima kontinentalnog luka, rekao je Tang. A to znači da su mjesta poput Anda danas vjerojatno držala sjeme svih kontinenata na Zemlji.
"Svaki komad kontinenta na kojem trenutno stojimo vjerojatno je započeo s tim procesima izgradnje planine", rekao je Tang.
