Lite är känt om naturen och utvecklingen av jordens kontinentala skorpa för några miljarder år sedan eftersom kratoner, eller stabila strängar av litosfären som är mer än 2–3 miljarder år gamla, är relativt sällsynta.
Men kratonger är hem för små partiklar av zirkon, som innehåller flera isotopsystem som uran, hafnium, syre eller bly och erbjuder ett sätt att se miljarder år in i det förflutna.
Detrital zirkoner, som finns i sediment som har vittrats ur berg, kan hålla mer kontinuerliga rekord av jordens historia än magmatisk zirkon som bildas från smält sten eller magma. Men eftersom detritala zirkoner saknar den petrogenetiska informationen om källbergarterna de kom ifrån, kan de antyda konstgjorda unga åldrar såväl som felaktiga hafniumisotoper för gamla bergarter.
Gui-Mei Lu och kollegor fokuserade på intakt magmatisk zirkon för sin nya studie publicerad i Geophysical Research Letters .
Tidigare forskning antydde att under övergången från paleoarchean till mesoarchean eran, för cirka 3 miljarder år sedan, skedde en ökning av hafniumisotopkvoter i både detritala och magmatiska zirkoner. Denna ökning tros vara ett resultat av jordskorpans föryngring, där nyare magma injiceras i äldre jordskorpan. Det är allmänt förekommande att denna ökning också markerar övergången från en orörlig skorpa och mantel till en period av mer flyktiga plattrörelser.
Den nya studien, som undersökte magmatisk zirkon och andra geokemiska egenskaper hos granitoid bergart i Kinas sydvästra Yangtze-block, en kraton daterad till att vara mer än 3 miljarder år gammal, utmanar denna teori. Forskare föreslår att jordskorpans föryngring som inträffade globalt under denna tid var ett resultat av ökade manteltemperaturer snarare än utbredd tektonisk aktivitet.
Data som samlats in från analys av isotoper i magmatisk zirkon antydde att yngre magma strömmade in i den befintliga kontinentala skorpan, vilket fick mantelberget att smälta och het magma att samlas vid skorpan-mantelgränsen. En del av denna delvis smälta magma skulle ha svalnat till granitoider som de i sydvästra Yangtzeblocket.
Denna process kan ha spelat en betydande roll för tillväxten av den kontinentala skorpan och erbjuder nya möjliga förklaringar till ursprunget till de tektoniska konfigurationer av jorden som vi känner till idag.
Mer information: Gui-Mei Lu et al, Continental Crust Rejuvenation över den paleo-mesoarcheiska övergången som resulterade från förhöjda mantelgeotermer, Geofysiska forskningsbrev (2024). DOI:10.1029/2024GL108715
Journalinformation: Geofysiska forskningsbrev
Tillhandahålls av American Geophysical Union
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
