Koristeći informacije iz unutrašnjosti stijena na Zemljinoj površini, naučnici su rekonstruirali tektonska pomjeranja planete u posljednjih 1,8 milijardi godina.
Ovo je prvi put da se Zemljin geološki zapis koristi na ovaj način, gledajući tako daleko u prošlost. To je omogućilo pokušaj mapiranja planete tokom zadnjih 40 posto njenog postojanja, što se može vidjeti u animaciji ispod.
Rad, koji je vodio Xianzhi Cao sa Univerziteta Ocean u Kini, sada je objavljen u časopisu otvorenog pristupa Geoscience Frontiers.
Prekrasan ples
Mapiranje naše planete kroz njenu dugu historiju stvara prekrasan kontinentalni ples — sam po sebi očaravajuć i djelo umjetnosti prirode.
Počinje s kartom svijeta koja je svima poznata. Zatim se Indija brzo pomiče prema jugu, praćena dijelovima jugoistočne Azije dok se bivši kontinent Gondwana formira na južnoj hemisferi.
Prije oko 200 miliona godina (Ma ili mega-annum u rekonstrukciji), kada su dinosauri hodali zemljom, Gondwana se povezala sa Sjevernom Amerikom, Evropom i sjevernom Azijom i formirala veliki superkontinent nazvan Pangea.
Zatim se rekonstrukcija nastavlja kroz vrijeme. Pangea i Gondwana same su nastale iz ranijih sudara ploča. Kako vrijeme odmiče, pojavljuje se raniji superkontinent nazvan Rodinia.
Ne staje ovdje. Rodinia je pak nastala raspadom još starijeg superkontinenta zvanog Nuna prije otprilike 1,35 milijardi godina.
Zašto mapirati prošlost Zemlje?
Među planetima u Sunčevom sistemu, Zemlja je jedinstvena po tome što ima tektonske ploče. Njena se stjenovita površina cijepa na fragmente (ploče) koji se usitnjavaju i stvaraju planine, ili se odvajaju i tvore ponore koji se zatim pune oceanima.
Osim što uzrokuju potrese i vulkane, tektonske ploče također guraju stijene iz duboke zemlje u visine planinskih lanaca. Na taj način elementi koji su bili daleko pod zemljom mogu erodirati iz stijena i završiti ispiranjem u rijekama i okeanima. Odatle, živa bića mogu koristiti ove elemente.
Među tim esencijalnim elementima je fosfor, koji čini okvir molekula DNK, i molibden, koji organizmi koriste za uklanjanje dušika iz atmosfere i stvaranje proteina i aminokiselina – građevnih blokova života.
Kretanje ploča također otkriva stijene koje reagiraju s ugljikovim dioksidom u atmosferi. Stijene koje zadržavaju ugljični dioksid glavna su kontrola klime na Zemlji tokom dugih vremenskih razdoblja – puno, puno duže od burnih klimatskih promjena za koje smo danas odgovorni.
Alat za razumijevanje dubokog vremena
Mapiranje pomjeranja tektonskih ploča na Zemlji prva je faza u mogućnosti izgradnje potpunog digitalnog modela Zemlje kroz njenu historiju.
Takav model će nam omogućiti testiranje hipoteza o Zemljinoj prošlosti. Na primjer, zašto je Zemljina klima prošla kroz ekstremne fluktuacije "Snowball Earth" ili zašto se kisik nakupio u atmosferi kada se to dogodilo.
Doista, omogućit će nam puno bolje razumijevanje povratne veze između dubina i površinskih sistema Zemlje koji podržavaju život kakav poznajemo.
Još mnogo toga za naučiti
Modeliranje prošlosti naše planete ključno je ako želimo razumjeti kako su hranjive tvari postale dostupne za pokretanje evolucije. Prvi dokazi o postojanju složenih stanica s jezgrom - poput svih životinjskih i biljnih stanica - datiraju prije 1,65 milijardi godina.
Ovo je blizu početka ove rekonstrukcije i blizu vremena formiranja superkontinenta Nuna. Cilj nam je testirati jesu li planine koje su rasle u vrijeme formiranja Nuna mogle pružiti elemente za pokretanje složene evolucije stanica.
Velik dio života na Zemlji fotosintezira i oslobađa kisik. To povezuje tektoniku ploča s hemijom atmosfere, a dio tog kisika otapa se u oceanima.
Zauzvrat, brojni kritični metali – poput bakra i kobalta – bolje su topljivi u vodi bogatoj kisikom. U određenim uvjetima, ti se metali zatim talože iz otopine: ukratko, oni tvore naslage rude.
Mnogi metali nastaju u korijenima vulkana koji se pojavljuju duž rubova ploča.
Rekonstruiranjem gdje su granice drevnih ploča ležale kroz vrijeme, možemo bolje razumjeti tektonsku geografiju svijeta i pomoći istraživačima minerala u pronalaženju drevnih stijena bogatih metalima sada zakopanih ispod mnogo mlađih planina.
U ovom vremenu istraživanja drugih svjetova u Sunčevom sistemu i šire, vrijedno je zapamtiti da postoji toliko toga o našoj planeti što tek počinjemo shvatati.
Treba ga istražiti 4,6 milijardi godina, a stijene po kojima hodamo sadrže dokaze o tome kako se Zemlja promijenila tokom tog vremena.
Ovaj prvi pokušaj mapiranja posljednjih 1,8 milijardi godina Zemljine historije korak je naprijed u velikom naučnom izazovu mapiranja našeg svijeta. Ali to je samo to – prvi pokušaj. Sljedećih godina vidjet ćemo značajan napredak u odnosu na početnu tačku koju smo sada postigli.
Autor teksta objavljenog na Science Alertu je Alan Collins, profesor geologije na Univerzitetu u Adelaideu
