Kredit:Shutterstock
Vår planet är unik i solsystemet. Det är den enda med aktiv plattektonik, havsbassänger, kontinenter och, så vitt vi vet, liv. Men jorden i sin nuvarande form är 4,5 miljarder år på väg; det är helt annorlunda mot vad det var i en mycket tidigare era.
Detaljer om hur, när och varför planetens tidiga historia utvecklades som den i stort sett har undgått forskare, främst på grund av glesheten av bevarade bergarter från denna geologiska period.
Vår forskning, publicerad idag i Nature, avslöjar att jordens tidigaste kontinenter var enheter i flux. De försvann och dök upp igen under 1,5 miljarder år innan de slutligen fick form.
Early Earth:en märklig ny värld
De första 1,5 miljarder åren av jordens historia var en tumultartad period som satte scenen för resten av planetens resa. Flera viktiga händelser ägde rum, inklusive bildandet av de första kontinenterna, uppkomsten av land och utvecklingen av den tidiga atmosfären och haven.
Alla dessa händelser var resultatet av den förändrade dynamiken i jordens inre. De var också katalysatorer för det första uppträdandet av primitivt liv.
Det bevarade rekordet för jordens första 500 miljoner år är begränsat till bara några få små kristaller av mineralet zirkon. Under de närmaste miljarderna åren, kilometerlånga (och större) fragment av berg genererades och bevarades. Dessa skulle fortsätta att forma kärnorna på stora kontinenter.
Forskare känner till egenskaperna hos bergarter och de kemiska reaktioner som måste inträffa för att deras ingående mineraler ska kunna tillverkas. Baserat på det här, vi vet att den tidiga jorden skröt mycket höga temperaturer, hundratals grader varmare än dagens.
Denna nästan 4,4 miljarder år gamla zirkonkristall, hämtat från västra Australiens Pilbara-region, är ett av de äldsta stenfragment som någonsin hittats. I verkligheten är den mindre än huvudet på en nål. Författare tillhandahålls
En episk metamorfos
Jordskorpan idag är gjord av tjock, flytande kontinental skorpa som står stolt över havet. Under tiden, under haven finns tunna men täta havsskorpor.
Planeten är också uppdelad i en serie plattor som rör sig runt i en process som kallas "kontinentaldrift". På några ställen, dessa plattor glider isär och i andra konvergerar de för att bilda mäktiga berg.
Denna dynamiska rörelse av jordens tektoniska plattor är den mekanism genom vilken värme från dess inre släpps ut i rymden. Detta resulterar i vulkanisk aktivitet fokuserad främst på plattgränserna. Ett bra exempel är Ring of Fire — en stig längs Stilla havet där vulkanutbrott och jordbävningar är frekventa.
För att reda ut processerna som verkade på den tidiga jorden, vi utvecklade datormodeller för att replikera dess en gång mycket varmare förhållanden. Dessa förhållanden drevs av stora mängder intern "urvärme". Detta är värmen som blev över från när jorden först bildades.
Vår modellering visar frigörandet av urvärme under jordens tidiga stadier (som var tre till fyra gånger varmare än dagens) orsakade omfattande smältning i den övre manteln. Detta är det mestadels solida området under skorpan, mellan 10 km och 100 km djup.
Denna inre smältning skapade magma som, genom ett VVS-system, kastades ut som lava på skorpan. Den grunda manteln kvar, torr och styv, svetsades fast i skorpan och bildade de första kontinenterna.
I dag, Jorden har en kiselrik kontinental skorpa över havet och en tunn (men tät) kiselfattig skorpa i havet. Kredit:Shutterstock
Det första livets puls
Vår forskning avslöjade en fördröjning mellan bildandet av jordens första skorpa och utvecklingen av mantelkölarna vid basen av de första kontinenterna.
Den först bildade skorpan, som fanns för mellan 4,5 miljarder och 4 miljarder år sedan, var svag och benägen att förstöras. Den blev gradvis starkare under de kommande miljarderna åren för att bilda kärnan i moderna kontinenter.
Denna process var avgörande för att kontinenterna skulle bli stabila. När magma rensades från jordens inre, stela flottar bildade i manteln under den nya skorpan, skydda den från ytterligare förstörelse.
Dessutom, uppkomsten av dessa stela kontinenter ledde slutligen till vittring och erosion, vilket är när stenar och mineraler bryts ner eller löses upp under långa perioder för att så småningom föras bort och deponeras som sediment.
Tidig erosion skulle ha förändrat sammansättningen av jordens atmosfär. Det skulle också ha tillfört näringsämnen till haven, sådd livets utveckling.
Från våra observationer, vi drar slutsatsen att brytningen av jordens tidiga skorpa var nödvändig för att ge plats åt en mer robust ersättning. Och om detta inte hade hänt, vi skulle inte ha kontinenterna, inte heller livet, som vi vet det.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
