Žemės žemynai galėjo gimti tokiuose dideliuose kalnuose kaip Andai.
Nauji tyrimai, apjungiantys paslaptingą trūkstamą mikroelementą, 66 milijonų metų senumo ugnikalnio sudurtą uolieną, ir visos praeito amžiaus mokslininkų išanalizuotos uolienų chemijos duomenų bazė paaiškina, kodėl Žemė turi žemynus. Paskelbtas sausio 16 d. Žurnale „Nature Communications“, tyrimas rodo, kad ten, kur gimsta kalnai, yra ir žemynų.
„Tai yra tarsi dėlionė“, - teigė tyrimo vadovas Mingas Tangas, Hiustono Rice universiteto geologijos mokslų daktaras. "Trūksta šios kontinentinės dėlionės dalies ir panašu, kad radome atsakymą".
Dingęs kūrinys
Trūkstamas gabalas yra retųjų žemių metalas, vadinamas niobiu. Viduriniame Žemės sluoksnyje, vadinamame apvalkalu, taip pat vandenyno plutoje (išorinio planetos sluoksnio dalis, kurią dengia jūros), niobis ir kitas retųjų žemių elementas, tantalis paprastai būna nuoseklūs santykiai. Žemyno pluta yra keista, - „Tang“ pasakojo „Live Science“. Žemėje esančioje plutoje niobio yra palyginti nedaug.
Dingęs žemyno plutos niobio atvejis dešimtmečius glumino geomokslininkus. Tangas jį medžiojo uolienų geochemijos duomenų bazėje, kurią tvarko Makso Plancko institutas Vokietijoje. Jis ieškojo subdukcijos zonų, kur pluta susmulkėja į mantiją ir magmas. Ta magma, atvėsusi, gali sukurti žemynus. Nangio netrūko daugelyje šių subdukcijos zonų, nustatė Tangas. Tačiau to nebuvo keistai tam tikruose kalnų statybos regionuose, tokiuose kaip Andai.
Andai yra didžiulis kalnus statantis regionas, kurį maitina netoliese esanti subdukcijos zonos tektonika. Kai vandenyno pluta prie Pietų Amerikos krantų susitraukia žemiau žemyninės plutos, neramūs Andai kyla ir magma sklinda iš kai kurių aukščiausių žemės paviršiaus ugnikalnių, sakė Tang.
Tokie regionai kaip Andai, kurie sudaro subdukcijos zoną, yra žinomi kaip žemyno lankai, ir jie yra ypatingi, nes ten esanti pluta yra maždaug dvigubai storesnė už įprastą žemyninę plutą, sakė Tang. Deja, šios plutos apačioje esančių uolienų chemija yra paslaptis. Beveik 50 mylių (80 km) po paviršiumi šios uolienos yra nepasiekiamos.
Įveskite ksenolitą
Laimei, vakarų JAV Sierra Nevada kalnai buvo aktyvus kalnus kuriantis regionas, kaip šiandien Andų kalnai. Tangas kartu su Rice universiteto benzologu Cin-Ty Lee ir jų kolegomis išanalizavo uolienų pavyzdį, kuris susiformavo prieš maždaug 66 milijonus metų ir buvo išstumtas į paviršių ugnikalnio išsiveržimo metu prieš maždaug 25 milijonus metų. Ši uola, vadinta ksenolitu, iš pradžių susidarė giliai Sierra Nevada bazėje, kai jie buvo aktyvus žemyno lankas - tyrėjai uolieną rado Arizonoje.
Uola "gali būti labai gražus, puikus analogas giliai plutei po Andų", sakė Tangas.
Analizė parodė, kad žemyno lanko ksenolitas turėjo papildomą niobį. Tangas ir jo kolegos rado žemyne trūkstamą retųjų žemių elementą: prarastas niobis įstrigo žemyninių arkų apačioje.
Niobis įstrigęs taip giliai dėl nepaprastų sąlygų, esančių šiuose ypač storuose žemės plutos ruožuose. Žemyno lankuose dėl storos plutos mantija patiria didelį slėgį, sakė Tangas. Esant aukštam slėgiui, titano mineralas, vadinamas rutilu, išsiskiria iš magmos. Rutilė pasitaiko gaudyti didelius niobio kiekius, o ne daug tantalo. Jis taip pat yra labai tankus, todėl patenka giliai į plutą, nes kitos uolienos cirkuliuoja paviršiaus link.
Kadangi žemyninėje plutoje trūksta niobio, ji turėjo susidaryti tokiomis žemyno lanko sąlygomis, sakė Tangas. O tai reiškia, kad tokiose vietose kaip Andai turbūt šiandien buvo visų žemynų žemė.
„Kiekvienas žemyno kūrinys, ant kurio dabar stovime, tikriausiai prasidėjo nuo šių kalnų tiesimo procesų“, - teigė Tang.
