Een team van onderzoekers heeft algemene theorieën over de vorming van de aardkorst omvergeworpen, wat bewijst dat deze zich langzaam blijft ontwikkelen, in plaats van drie miljard jaar geleden snel te vertragen. Door meer dan 600.000 gesteentemonsters van over de hele wereld te analyseren, stelden ze een nieuwe manier voor om de groei van de aardkorst in kaart te brengen, wat suggereert dat deze geleidelijker verliep en licht werpt op de vorming en divergentie van planeten, met name Venus.
Uit een door Penn State geleid onderzoek blijkt dat de aardkorst miljarden jaren lang een langzaam proces van herevolutie heeft voortgezet, in plaats van zijn groei ongeveer 3 miljard jaar geleden snel te vertragen. Onderzoekers zeggen dat de nieuwe ontdekking in tegenspraak is met bestaande theorieën dat aardkorstplaten al vroeg in de geschiedenis van de aarde snel zijn gevormd.
Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Geochemical Perspectives Letters. Hoofdauteur Jesse Reimink, universitair docent aardwetenschappen, zei dat het werk een fundamentele vraag over onze planeet kan helpen beantwoorden en aanwijzingen kan geven voor de vorming van andere planeten.
"De leidende theorie wijst op een buigpunt ongeveer 3 miljard jaar geleden, wat betekent dat onze aarde een stagnerende planeet was zonder tektonische activiteit voordat de platen plotseling draaiden", aldus Reimink. "Wij hebben aangetoond dat dit niet het geval is."
Om het vormingsproces van de aardkorst, of de groeicurve van de aardkorst, in kaart te brengen, gebruikten de onderzoekers meer dan 600.000 monsters uit een database met gesteentegegevens van de aarde. Onderzoekers over de hele wereld, waaronder Penn State University, analyseerden elk gesteentemonster in het record om de geochemische inhoud en ouderdom te bepalen. De onderzoekers kozen voor gesteentegegevens in plaats van mineraalmonsters, omdat gesteentegegevens op deze tijdschalen gevoeliger zijn en minder vatbaar voor vertekeningen.
Wetende dat de betrouwbaarheid van het mineraalrecord in de loop van de tijd afneemt, gebruikten de onderzoekers het gesteenterecord om de groeicurve van de aardkorst opnieuw te tekenen. Om dit te doen, ontwikkelden ze een unieke methode om te bepalen hoe stollingsgesteenten die miljoenen jaren oud zijn, in de loop van de tijd zijn herwerkt en getransformeerd: door experimenteel aan te tonen hoe hetzelfde gesteente in de loop van de tijd anders verandert. Gesteenten kunnen op veel manieren worden gewijzigd, zoals verwering tot sedimenten of hersmelten in de aardmantel. Daarom gebruikten de onderzoekers deze experimentele gegevens om nieuwe wiskundige hulpmiddelen te ontwikkelen die het gesteente kunnen analyseren en verschillen in veranderingen in de monsters kunnen berekenen.
"We hebben op een nieuwe manier berekend hoeveel opwerking er heeft plaatsgevonden door naar de samenstelling van de stollingsgesteenten te kijken en de verhoudingen van sedimenten uit te zoeken", zei Reimink.
Ze gebruikten deze berekeningen om de herverwerking in de rotsplaat te kalibreren. De onderzoekers gebruikten vervolgens hun nieuwe kennis van hoe gesteenten opnieuw worden verwerkt om de groeicurven van de aardkorst te berekenen. Ze vergeleken de nieuw berekende curven met de groeicijfers die andere experts uit mineraalgegevens hadden gehaald.
Uit het werk van Reimink en zijn team blijkt dat de aardkorst het pad volgt van de aardmantel, de laag waarin de aardkorst rust, wat een verband suggereert. Dit is niet de eerste keer dat geowetenschappers het idee hebben geopperd dat de aardkorst geleidelijker groeide; Het is echter de eerste keer dat de rockplaat wordt gebruikt om dit idee te ondersteunen. "Onze groeicurve van de aardkorst komt overeen met het groeirecord van de mantel, dus de twee signalen lijken elkaar tot op zekere hoogte te overlappen, terwijl de twee signalen elkaar niet overlappen bij het gebruik van minerale gegevens om de groeicurve van de aardkorst te creëren," zei hij.
De studie vergroot het bewustzijn van onderzoekers, maar het is niet het einde van het onderzoek naar aardkorstgroei. Er zijn simpelweg te weinig gegevenspunten om rekening te houden met de uitgestrektheid van ruimte en tijd in de aardkorst. Verdere analyse van bestaande datapunten kan echter helpen bij het informeren van studies over andere planeten. Venus heeft bijvoorbeeld geen tektonische platen en kan een modern voorbeeld zijn van de vroege aarde.
"Wanneer zijn de aarde en Venus verschillend geworden?" vroeg Reimink. "Waarom zijn ze anders geworden? De groeisnelheid van de aardkorst heeft hierop een grote invloed. Het vertelt ons hoe de planeten zich op verschillende trajecten hebben ontwikkeld, wat en waarom."