Yale geofysiker rapporterade att jordens ständigt föränderliga, ett underjordiskt nätverk av tektoniska plattor fanns på plats för mer än 4 miljarder år sedan - minst en miljard år tidigare än forskare i allmänhet trodde.

Tektoniska plattor är stora stenplattor inbäddade i jordskorpan och övre manteln, nästa lager ner. Interaktionerna mellan dessa plattor formar alla moderna landmassor och påverkar huvuddragen i planetgeologin - från jordbävningar och vulkaner till framväxten av kontinenter.

"Att förstå när platttektonik började på jorden har länge varit ett grundläggande svårt problem, "sa Jun Korenaga, professor i jord- och planetvetenskap vid Yales fakultet för konst och vetenskap och seniorförfattare till den nya studien, publicerad i Vetenskapliga framsteg . "När vi går djupare tillbaka i tiden, vi har färre geologiska register. "

En lovande fullmakt för att avgöra om tektoniska plattor var i drift är tillväxten av kontinenter, Sa Korenaga. Detta beror på att det enda sättet att bygga upp en jordstorlek är att omgivande ytsten fortsätter att sjunka djupt under en lång period-en process som kallas subduktion som bara är möjlig genom platttektonik.

I den nya studien, Korenaga och Yale doktorand Meng Guo fann bevis för kontinental tillväxt som började redan för 4,4 miljarder år sedan. De utarbetade en geokemisk simulering av den tidiga jorden baserad på elementet argon - en inert gas som landmassor släpper ut i atmosfären. Argon är för tung för att slippa jordens gravitation, så det förblir i atmosfären som en geokemisk bokbok.

"På grund av de särdrag hos argon, vi kan härleda vad som har hänt med den fasta jorden genom att studera denna atmosfäriska argon, "Korenaga sa." Detta gör den till en utmärkt bokförare av antika händelser. "

Det mesta av argonet i jordens atmosfär är 40Ar - en produkt av det radioaktiva sönderfallet av 40K (kalium), som finns i jordskorpan och manteln på kontinenter. Forskarna sa att deras modell tittade på det atmosfäriska argon som gradvis har ackumulerats under planetens historia för att bestämma åldern för kontinental tillväxt.

En del av utmaningen att skapa sin simulering, sa forskarna, införlivade effekterna av en geologisk process som kallas "återvinning av skorpan". Detta hänvisar till den cykel genom vilken kontinental skorpa byggs upp, urholkas sedan till sediment, och så småningom bärs tillbaka under jorden av tektoniska plattrörelser - tills cykeln förnyar sig.

Simuleringen fick således ta hänsyn till argongasutsläpp som inte var en del av kontinental tillväxt.

"Tillverkning av kontinental skorpa är inte en enkelriktad process, "Sa Korenaga.