En ny studie av bergarter som bildades för miljarder år sedan ger ny insikt i hur jordens plattektonik, eller rörelsen av stora bitar av jordens yttre skal, utvecklats under planetens 4,56 miljarder år långa historia.

En rapport om fynden, publicerad 7 augusti in Natur , avslöjar att, i motsats till tidigare studier som säger att plattektoniken har fungerat genom jordens historia eller att den uppstod för bara 0,7 miljarder år sedan, plattektoniken har faktiskt utvecklats under de senaste 2,5 miljarder åren. Denna nya tidslinje påverkar forskarnas modeller för att förstå hur jorden har förändrats.

"Ett av de viktigaste sätten att förstå hur jorden har utvecklats till att bli den planet som vi vet är plattektoniken, säger Robert Holder, en postdoktor i Earth and Planetary Sciences vid Johns Hopkins University och tidningens första författare.

Plattektoniken dikterar hur kontinenter glider isär och återkommer, hjälper till att förklara var vulkaner och jordbävningar inträffar, förutsäger cykler av erosion och havscirkulation, och hur livet på jorden har utvecklats.

I ett försök att lösa mysteriet om hur och när plattektoniken uppstod på jorden, Holder och forskargruppen undersökte en global sammanställning av metamorfa bergarter som bildats under de senaste 3 miljarder åren på 564 platser. Metamorfa bergarter är stenar som, genom processen att begravas och värmas djupt i jordskorpan, har förvandlats till en ny typ av sten. Forskare kan mäta djupet och temperaturerna vid vilka metamorfa bergarter bildas, och därigenom begränsa värmeflödet på olika platser i jordskorpan. Eftersom plattektoniken starkt påverkar värmeflödet, gamla metamorfa bergarter kan användas för att studera plattektonik i jordens förflutna.

Forskargruppen sammanställde data om de temperaturer och djup där de metamorfa bergarterna bildades och utvärderade sedan hur dessa förhållanden har förändrats systematiskt genom geologisk tid. Från detta, teamet fann att plattektonik, som vi ser det idag, utvecklats gradvis under de senaste 2,5 miljarder åren.

"Ramverket för mycket av vår förståelse av världen och dess geologiska processer bygger på plattektonik, " säger Holder. "Att veta när plattektoniken började och hur den förändrades påverkar det ramverket."

Klarhet om när plattektoniken började och om den var annorlunda i jordens förflutna kan hjälpa forskare att bättre förstå varför vi hittar vissa stenar och mineraler där vi gör och hur de bildades, säger Holder.