En ny radioaktivitetsmodell av jordens gamla stenar ifrågasätter nuvarande modeller för bildandet av jordens kontinentala skorpa, antyder att kontinenter kan ha rest sig upp ur havet mycket tidigare än man tidigare trott men förstördes, lämnar lite spår.

Forskare vid University of Adelaide har publicerat två studier på en modell av bergradioaktivitet under miljarder år som fann att jordens kontinentala skorpa kan ha varit tjockare, mycket tidigare än vad nuvarande modeller föreslår, med kontinenter som möjligen finns så långt tillbaka som fyra miljarder år.

"Vi använder den här modellen för att förstå de utvecklande processerna från tidig jord till nutid, och föreslår att överlevnaden av den tidiga skorpan var beroende av mängden radioaktivitet i klipporna - inte slumpmässig slump, " säger Dr Derrick Hasterok, från University of Adelaides institution för geovetenskaper och Mawson Center for Geoscience.

"Om vår modell visar sig vara korrekt, det kan kräva revidering av många aspekter av vår förståelse av jordens kemiska och fysiska utveckling, inklusive kontinenternas tillväxttakt och möjligen till och med uppkomsten av plattektonik."

Dr Hasterok och hans Ph.D. studenten Matthew Gard sammanställde 75, 800 geokemiska prover av magmatiska bergarter (som granit) med uppskattad ålder för bildning från hela kontinenterna. De uppskattade radioaktiviteten i dessa bergarter idag och konstruerade en modell av genomsnittlig radioaktivitet från fyra miljarder år sedan till nutid.

"Alla bergarter innehåller naturlig radioaktivitet som producerar värme och höjer temperaturen i skorpan när den sönderfaller - ju mer radioaktiv en bergart är desto mer värme producerar den, " säger Dr. Hasterok. "Stenar som vanligtvis förknippas med den kontinentala skorpan har högre radioaktivitet än oceaniska bergarter. En fyra miljarder år gammal sten skulle ha ungefär fyra gånger så mycket radioaktivitet när den skapades jämfört med idag."

Men forskarna fann ett oväntat underskott i nivån av radioaktivitet i bergarter äldre än cirka två miljarder år. När de korrigerade för högre värmeproduktion, på grund av den högre radioaktivitet som skulle ha varit närvarande, underskottet försvann.

"Vi tror att det skulle ha funnits mer granitliknande - eller kontinental typ - stenar runt omkring men på grund av den högre radioaktiviteten, och därför högre värme, antingen smälte de eller förstördes lätt av tektoniska rörelser. Det är därför som dessa kontinentala skorpor inte syns i det geologiska dokumentet.

"Våra rådande modeller tyder på att kontinenter så småningom växte upp ur haven när jordskorpan tjocknade. Men vi tror att det kan ha funnits en betydande mängd, om än väldigt instabil, kontinental skorpa mycket tidigare."

Medförfattare professor Martin Hand, också från University of Adelaide, säger att den nya modellen kan ha viktiga konsekvenser för att övervaka effekterna av den globala uppvärmningen.

"Vad den här nya modellen tillåter oss att göra är att hjälpa till att förutsäga bergradioaktivitet på platser där vi har få eller inga prover, som Antarktis, där vi inte kan komma åt prover, vilket kan vara mycket viktigt för att bedöma stabiliteten hos inlandsisar och tröskeln för temperaturförändringar som krävs för att den globala uppvärmningen ska påverka glaciärsmältningen, säger Martin Hand, Professor i geovetenskap.

Forskarna säger att den nya radioaktivitetsmodellen också kan hjälpa till i sökandet efter heta bergarter med geotermisk potential och kan användas för att producera mer exakta modeller av oljemognad i sedimentära bassänger.

Studierna publiceras i tidskrifterna Prekambrisk forskning och Lithos .