På den vulkaniska ön Anjouan i Indiska oceanen, forskare undersöker spridda bitar av kvartsit, en ljusfärgad sten uppenbarligen bildas på någon nu avlägsen kontinent. Dess närvaro här trotsar konventionell geologisk teori. Här, en nyupptäckt stenblock från en skogsklädda ås. Upphovsman:Kevin Krajick/Earth Institute
På en avlägsen tropisk ö i Indiska oceanen ligger en geologisk gåta. För cirka 4 miljoner år sedan, vulkanutbrott på havsbotten staplade lava uppåt nästan två mil, tills det bröt över vågorna. Sedan höll det på sig, att bilda det som nu är det knasiga, tätväxta ön Anjouan. Liksom alla öar som är utformade på detta sätt (tänk Hawaii) är Anjouan 100 procent mörk vulkanisk basalt. Förutom den del som inte är det. Den delen - en massa ren vit kvartsit, uppenbara rester av en flod eller strandfyndighet bildad på några avlägsna, kontinent för länge sedan-ska inte finnas där.
Cornelia Class, en geokemist vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, hade kommit för att fundera ut hur mycket av denna konstiga sten som finns här och hur den kom fram. Enligt den härskande teorin om platttektonik, havsgolv är rent vulkaniska, tillverkad av basaltisk lava som sprutar från undervattensrev. Öar som Anjouan (och Hawaii) bildas när mer magma slår upp någonstans genom redan bildat havsbotten. Kontinenter, å andra sidan, sitta förutom havsbotten; de är gjorda av generellt mycket äldre, komplexa blandningar av magmat, sedimentära och metamorfa bergarter. Under stora tidsperioder, kontinenter kan röra sig, dela upp och rekombinera; ibland lämnar de efter sig strängade fragment som olika kan kallas öar eller mikrokontinenter; Madagaskar, en gång en del av östra Afrika, är ett sådant fragment.
Anjouan står ensam - den enda ön i världen som bildas av vulkanism som också innehåller en intakt bit av kontinenten. "Detta strider mot platttektonik, "sa Klass." Kvartsitkroppar hör inte hemma på vulkaniska öar. "
Anjouan, även känd som Nduzwani, tillhör Komorerna, en liten nationalskärgård som ligger nära ekvatorn mellan östra Afrika och Madagaskar. Befolkad av folk från det afrikanska fastlandet, Mellanöstern, Sydasien, Indonesien och Persien, senare koloniserad av Frankrike, det är ett kulturellt vägskäl. Varje ö har sin egen dialekt, som innehåller delar av franska, Arabiska och swahili. Islam är dominerande, men blandat med distinkta ötraditioner. De rika vulkaniska jordarna ger stora mängder kryddnejlika, vanilj och ylang ylang blommor, en central ingrediens i många dyra parfymer. Vackra dofter genomsyrar ofta luften, men inte mycket pengar från exporthandeln verkar filtrera ner; detta är ett av världens fattigaste länder, och de flesta förblir livsbönder. Vidare, Anjouan domineras av den mycket större ön Grande Comore, och har varit scenen för upprepade uppror - det senaste i oktober 2018, när sex dagars skottlossning och explosioner dödade ett okänt antal människor i huvudstaden Mutsamudu innan regeringstrupper tog tillbaka kontrollen.
Det finns ingen direkt väg till Anjouan från nästan var som helst, och få faciliteter för besökare. Via e -post, vulkanolog Hamidi Soulé från Komorernas nationella centrum för dokumentation och vetenskaplig forskning (CNDRS), erbjöds att samarbeta, och ordnade logistik. Från New York, det tog Class och hennes kollega Lamont geokemisten Steven Goldstein tre och en halv dag att nå Anjouan -platsen. Längs vägen, de hämtade Christophe Hemond från Frankrikes universitet i West Bretagne, och mig själv. För klass, Goldstein och Hemond, det var en slags återförening. 1991, medan alla vid Tysklands Max Planck Institute, de hade tillbringat en säsong med att studera vulkanism på Komorerna. De hade alltid velat komma tillbaka till detta exotiska, underbart ställe.
Kvartsit börjar som en typ av den sedimentära sandstenen, gjorda av rena kvarts sandkorn samlade i ett floddelta. Vid ytterligare nedgrävning och komprimering, kornen smälter ihop, förvandlas till extremt hårt, tät kvartsit. Stenen kunde inte ha bildats på Anjouan, eftersom den basalt som bildade ön inte innehåller någon kvarts. Även om det gjorde det, Anjouans terräng är för ung och brant för att någonsin ha bildat mycket av ett floddelta; dess strömmar rusar genom klyftor nerför de branta sluttningarna till dess kullerstensstränder.
Geologer rapporterade att de såg ovanliga stenar på Komorerna som kan ha varit kvartsit redan 1900, men dessa var små och inte väl dokumenterade. 1969, Brittiska geologer rapporterade en bildning av vad de kallade sandsten, omfattande en liten kulle ca 250 meter på varje sida, nära byn Anjouan i Tsembehou. 1980, Franska geologer kartlade det mer detaljerat, beskriver det som kvartsit. 1991, Klass, Goldstein och Hemond noterade bildandet, men var för upptagen med att studera vulkaniska stenar för att vara mycket uppmärksam. Sedan 2017, Den franske geologen Patrique Bachèlery vid University of Clermont Auvergne upptäckte vad han trodde var en annan lapp av samma saker på en närliggande ås. Klassen var fascinerad. Beväpnad med gamla data, Bachèlerys nyligen handritade karta, och ett bidrag från National Geographic Society, hon var ute efter att avgöra hur stor denna formation var. Teamets mål var att gräva ut prover för senare kemisk analys som de hoppades skulle ge ledtrådar till fyndighetens ålder, ursprung och historia.
Kvartsiten är nästan säkert mycket gammal. Började för cirka 800 miljoner år sedan, en superkontinent som geologer kallar Gondwanaland bildade, av tektoniska plattor som nu består av Sydamerika, Afrika, Indien, Australien och Antarktis. Det började bryta isär för cirka 180 miljoner år sedan, och från cirka 165 miljoner till 130 miljoner år sedan, Madagaskar splittrades från östra Afrika, bildar havsbassängen där Komorerna ligger. Till sist, Anjouan dök upp i bassängen för cirka 4 miljoner år sedan. Vulkanen som bildade Anjouan är nu utrotad, men utbrott förekommer fortfarande på Grande Comore, och mullrande 2018 på havsbotten nära systerön Mayotte tyder på att magma fortfarande svävar omkring någonstans nedanför. Med tanke på Komorernas läge mellan Afrika och Madagaskar, kvartsiterna kom förmodligen från det ena eller det andra. Vilken, och hur var frågan.
Genom analys av spridda mineralkorn, forskare har länge dragit slutsatsen att bitar av kontinental sten hamnar i havsbassänger, men dessa förstörs av vulkanism och andra krafter, och så består beviset endast av kemiska rester; förutom Anjouan, själva stenarna har aldrig dokumenterats. Det finns några geokemiska bevis för att lite kontinental sten kan ligga djupt under annars vulkaniskt Island; men ingen har någonsin sett det. Sedan, det finns Anjouan. Hur gick en massa kontinental sten många mil, och överleva i miljoner år långt från sitt hem, lyckas du sedan resa dig inuti en vulkan som bryter ut?
Vulkanen som bildade ön är sedan länge utdöd, och det inre har eroderat ner i en labyrint av branta berg och dalar. Nära byn Tsembehou, vulkaniska klippor är värd för en mestadels begravd kvartsitformation av okänd storlek. Upphovsman:Columbia University
Anjouan kom till syn från vårt lilla plan när den nedgående solen blev moln gyllene. Den utdöda vulkanen hade urholkats från det som ursprungligen var en enorm, sköldformad byggnad till ett komplex av omöjligt branta bergskedjor, spetsad med djup, skogsklädda dalar i det som en gång var vulkanens inre. I skymningen, vi landade på en liten kustflygplan; närliggande, en kraftig skräpeld tända marken. Jättefruktfladdermöss, en av öarnas signatur endemiska varelser, svepte genom träden.
Nästa dag laget, tillsammans med Soulé, navigerade i en pickup upp blåsiga bergsvägar till Tsembehou, inbäddat i en inre dal omgiven av klippor. Här träffade vi Bourhane Abderemane, en senior CNDRS -forskare som bor på Anjouan. Efter att ha fått välsignelsen från stadens tjänstemän, vi brottade pickupen längs en smal grusväg vid foten av en ås som heter Habakari N'gani, där de första 1960 -talsfynden hade gjorts. Slingrar sig genom plantager av maniok och vanilj, banan skuggades av träd med kryddnejlika, bananer, kokosnötter och ylang ylang. En mil eller så in, forskarna klev ut och började jaga till fots efter ovanliga stenar bland otaliga mörka bitar basalt som generationer av bönder hade grävt ut och dumpat i högar eller byggt in i väggar.
Hemond upptäckte den första kvartsiten, inom några minuter. Det var en ljus, skarpkantad kullersten ungefär lika stor som en grapefrukt. Flera hack med en hammare avslöjade en vit, oväderad inredning, mousserande med kvarts. När den slogs med hammaren, det avgav en rökig, skarp doft av vad Goldstein beskrev som "kiseldoft". Klassen var jätteglad.
Forskarna följde ett brödsmulspår av kvartsitbitar uppför en ås så brant och rubbat, det kunde bara klättras på fläckar på alla fyra. Otroligt, nästan allt det odlades med växter och träd; Anjouans snabbt växande befolkning kämpar för att försörja sig själv, och nästan varje kvadratmeter på ön som inte är upptagen av byggnader eller faktiskt vertikal används för jordbruk.
I en låg sadel som skurits in i åsen låg en gammaldags boskapskorg gjord av gigantiska basaltblock. Bland dem fanns några lösa kvartsitblock. Goldstein gissade att de hade eroderat ut från ännu högre upp i åsen. Men hur mycket högre skulle få vänta till en annan dag. På denna breddgrad, solen går ner snabbt runt 6:30, och den timmen närmade sig med stormsteg. Vi krypade tillbaka till lastbilen.
Nästa dag, forskarna körde runt kanten av ön, letar efter slumpmässiga vägskärningar och utgrävningar. Det här är en geologs bästa vän, särskilt i de tropiska tropikerna; de avslöjar bekvämt stenar som nästan överallt annars är täckta av mark och vegetation. Vid en punkt, de kom på sju män som grävde in i en sluttning för att jämna ut en plats för en moské. I sidoväggen blottades bitar av basalt snodda med xenoliter - stenar i stenar - gjorda av ädelstilla gröna olivinkristaller från den djupa jorden. Dessa kan innehålla ledtrådar till karaktären på den oceaniska plattan som ön byggdes på. med arbetarnas tillstånd, forskarna samlade in några urvalsprover. Inga kvartsiter, fastän. Innan avsked, forskarna tog en samling för att hjälpa till med byggandet av moskén, och överlämnade kontanterna till besättningen.
Följande dag, det var tillbaka till Tsembehou för att leta efter platsen för kvartsitfyndet 2017. I en strömbädd nära platsen markerad på kartan, de upptäckte snabbt några lösa bitar. En man som vallade kor berättade att det var mer uppför, och pekade ut en gångväg. Forskarna slog upp, turas om att släpa en 10-kilos slägga, slå på stenar när de gick. Några blygsamma bitar av kvartsit dök snart upp längs leden. Plötsligt, från att synas ingenstans, fem pojkar mellan 10 och 15 år dök upp och började följa med De såg forskarnas alla rörelser med stor nyfikenhet. Efter ett tag, en av dem erbjöd sig frivilligt att bära pulkan.
På en liten nivå, forskarna kom på den största kvartsitstenen någonsin:sticker ut ur smutsen, det var tillräckligt stort för att sitta på. I några buskar i närheten fanns en hel avsats av berget - tydligen ett utslag, den utsatta kanten av den underliggande klippan från vilken de lösa bitarna i nedförsbacke hade eroderat. Detta var nu inte bara ett brödsmulspår; det var toppen av kvartsitisberget. Frågan var bara hur stort ett berg. Forskarna var röriga. "Om det här var guld, vi skulle vara rika, "sade Goldstein. Delar av utkanten var randiga med mörka ådror av basalt, tydligen markerar formationens ytterkanter, där magma hade trängt in och blandat sig med den exotiska berget.
På franska, Hemond förklarade för pojkarna hur klipporna kan ha bildats. Barnen lyssnade rasande. Medan forskarna slog ut prover av stenarna och diskuterade de fina punkterna i basalt-kvartsit-interaktioner, en av barnen skenade expertis 50 meter rakt upp i en kokospalm och började kasta ner frukt. Den äldsta använde en skarpkantad geologhammare för att öppna kokosnötterna och erbjöd alla färsk mjölk.
Anjouan är nästan uteslutande gjord av svartaktig vulkanisk basalt som steg från havsbotten. Geokemisten Steven Goldstein söker i en bäck efter något ovanligt. Upphovsman:Columbia University
På följande dagar, teamet arbetade med att ansluta geografiska prickar som kan föreslå hur stor formationen kan vara. Självklart, det var mycket större än vad man ursprungligen trodde. Efter huvudvägen på motsatt sida av Habakari N'gani, de stannade vid varje bäck de kom till. Som mest, mitt i basaltstenarna, de hittade några kvartsiter, tydligen tvättas ner från någonstans längre upp. Vid en bro nära byn Bambao M'Tsang, Abderemane pekade på en stenbyggnadsgrund:bland dess basaltblock var en ren vit. En man som observerade forskarna som tjafsade över denna sten gick över från ett närliggande hus med ett stort leende, och höll fram en knytnäve i samma grej. Hemond frågade var det kom ifrån. "Vi hittar dessa hela tiden när vi planterar maniok, "sa mannen, vars namn var Ali Saindou. "Folk använder dem för att slipa knivar." Vid denna, han drog fram en sliten men stor kniv och masserade kraftigt bladet över den hårda, kristallin yta. Ett par kvinnor kom ut ur huset och började skratta, vare sig det gäller Saindou eller forskarna, eller båda.
Längre ner på vägen, laget vandrade upp en annan bäck och hittade fler kvartsitstenar. Medan de undersökte dem, en bonde vid namn Saindou Boura kom ut från en trädgårdstomt längs banken och hälsade på dem. Abderemane frågade honom om de vita stenarna, Boura böjde sig ner och lyfte upp ett huvudstorlek vid hans fötter som forskarna inte hade märkt. Du kan hitta dessa ända upp på berget, så långt du kan gå, han sa. Perfekt för slipning av knivar, bekräftade han.
"Det här är stort, "sade klassen i kvartsitformationen." Mycket större än vi trodde. Det här är en stor upptäckt. "
Saindou Boura tog oss för att träffa sin yngre bror Mourchidi, hans svåger och en ung brorson, som grävde i en maniok tomt. På franska, Hemond och Class gick igenom en lekmannaförklaring av klippornas ursprung, vågar att kvartsiten måste ha bildats i Afrika eller Madagaskar, sedan hamnade på något sätt här när gamla landmassor ordnade om sig. Åh, du menar när Afrika och Madagaskar var en del av Gondwanaland? frågade Mourchidi Boura. Vid denna, forskarna var förbluffade:Ingen icke-geolog någonstans kunde förväntas veta vad Gondwanaland var, mycket mindre en bonde som arbetar jorden för hand på en liten, avlägsen ö. Klart, forskarna hade underskattat dessa människor.
Mot dagens slut, laget körde tillbaka mot Tsembehou, när Class bad om att hämtningen skulle sluta. Hon klev ut och tittade till motsatt sida av dalen, ett par mil bort, vid en del av ren klippa på Habakari N'gani. I det tidiga kvällsljuset, det verkade vara rent vitt. Efter inspektion med kikare, forskarna bestämde att detta kunde vara ett jätteutslag av kvartsiten, stirrar ner på dem hela tiden. Det enda sättet att ta reda på det var att åka dit. Forskarna kallade det "Mont Blanc".
Två dagar senare, en lokal guide tog oss längs en labyrint av vägar till en glänta nedanför klippan. Härifrån, vi kämpade upp en omöjligt brant, talus-täckt sluttning, glider och glider bakåt. På något sätt, människor hade planterat bananträd och vaniljrankor även här, och de växte. Slutligen nådde vi basen av klippan, där odlingen slutade och barsten började. Nära, berget såg inte så vitt ut. Class och Goldstein hamrade på det. När de flisade av ytan, det blev klart att detta bara var en serie lavaströmmar; den vanligtvis mörka basalten hade blivit lättare genom att utsättas för väder. "OK, "sade Goldstein." Vi vet inte om vi inte tittar. "
Fallande tillbaka ner i talusen, så småningom hittade vi en farbar väg till ännu högre mark på åsen. Plötsligt, på en maniok tomt på en ganska jämn plats, jordfärgen ändrades från ljusbrun till nästan vit. Här, nästan de enda stenarna som låg runt var kvartsit. En ko var bunden till ett träd där några bitar av berget stack upp. Den moderkrets forskarna hade sökt bara timmar innan.
Class och Goldstein pressade på, montering av åsen på en smal väg av naturstenssteg. I en hög sadel vid cirka 2, 300 fot höjd, de nådde en knivkantskillnad. Här uppe, någon hade bundit två kor, varav en ammade en kalv. Djuren hade tampat ner den lätta jorden. I den var utspridda kvicksitstumpar. Härifrån, forskarna kunde titta långt ner i de gröna sluttningarna till där de hade hittat kvartsit i bäckbädden, och där de hade träffat bönderna Ali Saindou och Saindou Boura. Utöver det låg det blå, blå Ocean. Det verkade nu som en ganska bra satsning att de hade ett helt berg av kvartsit, och deras arbete började bara.