Ny forskning från Curtin University om återblandning av jordens skiktade djupa inre tyder på att globala plattektoniska processer, som spelade en avgörande roll i existensen av liv på jorden, började fungera för minst 3,2 miljarder år sedan.

Publicerad i Nature's Vetenskapliga rapporter , forskare från Curtin Universitys Earth Dynamics Research Group analyserade om globala data för att upptäcka plötsliga förändringar i de kemiska egenskaperna hos basalt- och komatiit-lavastenar, tros ha härletts från jordens övre och nedre mantelskikt och utbrutit till ytan mellan två och fyra miljarder år sedan.

Ledande forskare Ph.D. Kandidaten Hamed Gamal El Dien, från Curtin's School of Earth and Planetary Sciences, sa att det fanns mycket vetenskaplig debatt om det exakta startdatumet för plattektoniken på jorden.

"Vissa forskare tror att plattektoniken först började fungera för cirka 800 miljoner år sedan, medan andra tror att det kan gå så långt tillbaka som för fyra miljarder år sedan, strax efter bildandet av vår planet, Sa Herr Gamal El Dien.

"Hittills kom nästan alla bevis som använts i denna debatt från knappt bevarade geologiska ytor, och lite uppmärksamhet har ägnats åt det register som jordens djupa mantel förde - det är här vår forskning kommer in.

"För första gången, vi kunde visa att en betydande förändring i mantelsammansättningen (eller en större omblandning av manteln) började för cirka 3,2 miljarder år sedan, vilket indikerar en global återvinning av planetens skorpmaterial tillbaka till dess mantelskikt, som vi tror visar början på global plattektonisk aktivitet."

Under de tidigaste stadierna av jordens planetdifferentiering, planeten var uppdelad i tre huvudlager:kärnan, manteln och skorpan. Forskare tror att det skulle ha varit väldigt lite omblandning mellan den lättare skorpan och den mycket tätare manteln, tills plättektoniken börjar.

Men genom den pågående subduktionsprocessen, några lättare skorpmaterial förs tillbaka in i den tätare djupa jorden och blandas om med manteln. Frågan som forskarna sedan ställde var:när började denna globala remixprocess med hela manteln?

"Med tanke på den grundläggande subduktionsprocessen, vi antog att gamla stenprover som hittats på skorpan, som i slutändan kommer från den djupa manteln, bör visa tecken på den första stora "rörningen" i mantelskiktet, markerar början av plattsubduktion som en viktig komponent i plattektoniska processer, Sa Herr Gamal El Dien.

För att slutföra denna forskning, teamet tittade på tidsvariationen för den isotopiska och kemiska sammansättningen på cirka 6, 000 mantelhärledda basaltiska och komatiitiska lavastenar, dateras till att vara mellan två och fyra miljarder år gammal.

Forskningsmedförfattare John Curtin, Erkänd professor och australiensisk pristagare professor Zheng-Xiang Li, chef för Earth Dynamics Research Group, sa att forskningen är mycket viktig för att förstå den dynamiska utvecklingen av vår planet.

"Plattektonisk aktivitet på planeten är ansvarig för bildandet av mineral- och energiresurser. Den spelar också en viktig roll för mänsklighetens existens. Plattektoniken finns unikt verksam på jorden, den enda kända beboeliga planeten, "Sade professor Li.

"Genom vår retrospektiva analys av mantelhärledda prover, vi upptäckte att efter den första kemiska skiktningen och bildandet av ett hårt skal under de första miljarder åren av jordens 4,5 miljarder års historia, det var verkligen en stor kemisk "upprörning" för cirka 3,2 miljarder år sedan, " han sa.

"Vi tar detta "uppröra" som det första direkta beviset från djupa jorden att plattektoniken började för över 3 miljarder år sedan, leder till en stegvis förändring i mantelsammansättningen, följt av syresättningen av vår atmosfär och livets utveckling."