Geovetenskapare har länge vetat att vissa delar av kontinenterna bildades i jordens djupa förflutna, men den hastighet med vilken land steg över globala hav - och de exakta formerna som landmassor bildade - har hittills undvikit experter.

Men nu, genom att analysera ungefär 600, 000 mineralanalyser från en databas med cirka 7, 700 olika bergprover, ett team som leds av Jesse Reimink, biträdande professor i geovetenskap vid Penn State, tror att de kommer närmare svaren.

Forskarna säger att jordens landmassor långsamt började stiga över havsnivån för cirka 3 miljarder år sedan. När deras tolkning kombineras med tidigare arbete, inklusive arbete från andra Penn State -forskare, det tyder på att kontinenter tog ungefär 500 miljoner år att nå sina moderna höjder, enligt fynd som nyligen publicerades i Earth and Planetary Science Letters .

För att nå denna slutsats, forskare tillämpade en unik statistisk analys på kristallisationsåldrar från mineralet zirkon, som är pålitligt daterbar och ofta finns i sedimentära bergarter. Även om dessa forskare inte daterade dessa prover, proverna daterades alla med uran-bly-sönderfallssystemet. Denna metod mäter mängden bly i ett prov och beräknar från den väletablerade uranförfallshastigheten, kristallens ålder. När zirkonium bildas, inget bly införlivas i dess struktur, så att bly är från uranförfall.

Mineralerna som finns i sedimentära bergprover bildades ursprungligen i äldre magmas men, genom erosion och transport, reste i floder och deponerades så småningom i havet där de förvandlades till sedimentär sten under ytan av havsbotten. Åldern av zirkoner som hämtats från enskilda bergprover kan användas för att berätta vilken typ av kontinent de eroderades från.

Zirkons åldrar från östra nordamerikanska stenar är, till exempel, annorlunda än landsmassor som Japan, som bildades av mycket nyare vulkanisk aktivitet.

"Om du tittar på Mississippifloden, det tär på stenar och zirkoner från hela Nordamerika. Det samlar mineralkorn som har ett massivt åldersintervall från så unga som en miljon år till så gamla som några miljarder år, "Reimink sa." Vår analys tyder på att så fort sediment började bildas på jorden bildades de från sedimentära bassänger med ett lika stort åldersintervall. "

Sediment bildas genom vittring av äldre stenar, och bära signaturen av tidigare landmassa i tidskapslar som zirkoner. Forskningen avslöjar inte den övergripande storleken på urkontinenter, men det spekulerar i att moderna vattenområden bildades redan för 2,7 miljarder år sedan.

"Vår forskning matchar fint med den bevarade rockplattan, "Sa Reimink.

Detta fynd är kritiskt av några skäl. Först, veta när och hur kontinenterna bildas framstegsforskning om koldioxidcykeln i landet, vatten och atmosfär. För det andra, det ger oss ledtrådar om jordens tidiga ursprung. Det kan vara användbart när vi upptäcker mer om livet och bildandet av andra planeter. Jorden är en livsuppehållande planet, till viss del, på grund av hur kontinental skorpa påverkar vår atmosfäriska och oceaniska sammansättning. Att veta hur och när dessa processer inträffade kan hålla ledtrådar till skapandet av liv.

"När vi kan bestämma processer som ledde till vår existens, det gäller de riktigt djupa frågorna som:Är vi unika? Är jorden unik i universum? Och finns det andra jordar där ute, "Reimink sa." Dessa fynd hjälper oss att följa vägen till de svar vi behöver om jorden som gör att vi kan jämföra vår planet med andra. "