Jacob Hoover
0 
4730
811
De aarde mist een deel van zijn korst en nu hebben wetenschappers een nieuwe aanwijzing over wat de schuld is: veel gletsjers.
Bijna 720 miljoen jaar geleden was de aarde gehuld in wereldwijd ijs, een tijdperk dat bekend staat als Snowball Earth. Het vermalen van deze wereldwijde ijskappen heeft mogelijk tussen de 3 en 3 mijl (3 en 5 kilometer) korst in de oceanen platgewalst, meldden onderzoekers op 31 december. het in nieuwe rots. [In foto's: oceaan verborgen onder het aardoppervlak]
Als de wetenschappers gelijk hebben, legt Snowball Earth een heel vreemd kenmerk van de geologie uit, de zogenaamde Great Unconformity. Over de hele wereld gezien verwijst deze onconformiteit naar een laag waar sedimentair gesteente is afgezet bovenop het oudste keldergesteente van de korst. Vreemd genoeg ontbreken honderden miljoenen jaren aan sedimentaire lagen tussen deze stollings- of metamorfe kelder en de oudste bewaard gebleven sedimentaire gesteenten. In de Grand Canyon ontbreekt bijvoorbeeld gewoon een verbijsterende 1,2 miljard jaar rots.
Mineraal mysterie
C.Brenhin Keller, een geochronoloog aan de University of California, Berkeley, probeerde de grote strijdigheid niet uit te leggen toen hij zijn onderzoek lanceerde naar zirkonen, mineralen die zo taai en winterhard zijn dat ze langer overleven dan andere delen van de korst op aarde. De oudste zirkonen zijn 4,4 miljard jaar oud, slechts 165 miljoen jaar jonger dan de planeet zelf.
Omdat zirkonen zo ongeveer alles kunnen overleven, houden ze records van de aardkorst bij, zelfs als ze worden gesmolten, opnieuw gemengd en gerecycled in de mantel om nieuwe rots te vormen. Keller en zijn team verzamelden gegevens over ongeveer 34.000 zirkonen, waarbij ze zich concentreerden op de waarden van bepaalde isotopen of moleculaire varianten, hafnium-176 en hafnium-177 genaamd.
Hafnium-176 is een isotoop van het zilverachtige metallische element hafnium dat ontstaat tijdens radioactief verval van lutetium, een ander zilverachtig element. Lutetium heeft de neiging om in de mantel te blijven, in plaats van opgenomen te worden in magma en via vulkaanuitbarstingen in de korst te schieten, vertelde Keller. Als gevolg hiervan is de mantel bijzonder rijk aan lutetium en dus ook rijk aan het hafnium-176 dat zich vormt als lutetium vervalt. De korst is daarentegen rijker aan een ander isotoop van hafnium, hafnium-177. Om die reden kan de verhouding van hafnium-176 tot hafnium-177 in een zirkoon onderzoekers vertellen of dat zirkoon gevormd is uit magma dat afkomstig is uit de mantel - of uit magma dat werd gerecycled door het smelten van oude korst.
Gerecyclede korst
Tot grote verrassing van Keller en zijn collega's onthulden de verhoudingen in de zirkoon dat een grote hoeveelheid oude korst was gerecycled en opnieuw gesmolten om nieuwe zirkonen te maken, en dat allemaal in één keer. Het was "echt dramatisch", zei Keller.
"Als je dit op wereldschaal wilt doen, moet je veel korst heet krijgen en deze in nieuw magma smelten", zei hij..
Om dat snel te doen, zou veel korst snel in de onderste korst moeten smelten, zei Keller, of het zou in de zeebodem in de mantel moeten worden geduwd in een proces dat subductie wordt genoemd. Gelukkig laat reizen door water een specifieke reeks moleculaire vingerafdrukken achter op de zuurstofmoleculen in zirkonen, dus Keller en zijn team konden controleren of de zirkonen (en de rotsen die ze ooit herbergden) een waterige reis hadden gemaakt. Het blijkt dat ze het hadden. [Foto's: 's werelds vreemdste geologische formaties]
Er kwam een verhaal naar voren: enorme hoeveelheden korst, vrij plotseling overgebracht naar oceaansubductiezones om weer in de mantel te worden gekraakt. Maar als al die korst in de oceaan terechtkwam, had iemand waarschijnlijk de erosie moeten opmerken, zei Keller.
'En dat hebben we inderdaad - in de grote strijdigheid', zei hij.
Schoongeveegd
Keller geeft toe dat dit een buitengewone bewering is en dat er buitengewoon bewijs nodig is. Hij en zijn collega's hebben een stap gezet om een deel van dat bewijs te leveren door naar een andere onderzoekslijn te kijken, naar inslagkraters. Ongeveer 700 miljoen jaar geleden ontdekten ze dat de inslagkraters van de aarde bijna schoongeveegd waren. Slechts twee enorme kraters, het Sudbury-bekken in Canada en de Vredefort-krater in Zuid-Afrika, dateren van vóór Snowball Earth - en die kraters waren verbluffend enorm, met een afmeting van respectievelijk 93 mijl (150 km) en 185 mijl (300 km). Ze zijn uitgehold tot een fractie van hun oorspronkelijke grootte. [Botsing! 10 grootste inslagkraters op aarde]
Keller en zijn team denken dat de gletsjers van Snowball Earth alle andere inslagkraters hebben schoongeveegd en ook een beetje van de top van Sudbury en Vredefort hebben geschraapt. Volgens hun berekeningen werd gedurende 64 miljoen jaar gemiddeld tussen de 3 en 5 km korst weggeschraapt door de ijskappen van Snowball Earth. Op sommige plekken, zei Keller, was het verlies groter, en op andere ging er helemaal geen korst verloren.
Het ijs zou elk jaar gemiddeld slechts 0,002 inch (0,0625 millimeter) vuil hebben moeten scheren en van de korst moeten schommelen om deze prestatie te bereiken, zei Keller. Dat is zelfs voor moderne gletsjers een makkie, zei hij. Tegenwoordig variëren de erosiesnelheden voor continentale ijskappen van 0,004 tot 0,19 inch (0,1 tot 4,8 mm), met steile berggletsjers die jaarlijks bijna 4 inch (100 mm) rots en vuil verplaatsen.
Wetenschappers hadden gletsjers al eerder beschouwd als een mogelijke oorzaak van de grote strijdigheid, maar het idee was grotendeels verlaten, zei Keller. Een paper uit 1973 over het idee van de geoloog William White van de University of North Carolina leverde geen enkele vermelding van andere onderzoekers op. Andere theorieën zijn onder meer het onmogelijke (gigantische getijden die het land schoongeveegd hebben, maar waarvoor de maan miljarden jaren later zou hebben gevormd dan in werkelijkheid) en de meer redelijke (de opleving en daaropvolgende verwering van een enorm supercontinent).
Het is mogelijk dat zowel opheffing als gletsjers een rol speelden bij het opruimen van kilometers korst, zei Keller. In 2013 ontdekten onderzoekers dat rotsen uit het Snowball Earth-tijdperk koolstofdioxide uit de atmosfeer hadden opgevangen en opgeslagen, misschien omdat extreme verwering de rotsen bijzonder poreus had gemaakt. Deze vangst van koolstofdioxide had tot wereldwijde afkoeling kunnen leiden, de keerzijde van de opwarming van de aarde in de moderne tijd als gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen. De afkoeling had kunnen leiden tot een wereldwijd ijsklimaat, en de resulterende gletsjers hadden de erosie nog meer kunnen versnellen.
Keller en zijn team werken aan financiering om de diepe kelderrotsen onder de Great Unconformity te testen om erachter te komen wanneer ze naar de oppervlakte zijn getild. Het ontrafelen van de timing van de opleving en de ijstijd, zei hij, zou kunnen helpen verduidelijken wat de aanleiding was voor Snowball Earth - en wat uiteindelijk verantwoordelijk is voor de verdwijnende aardkorst..
- 25 vreemdste bezienswaardigheden op Google Earth
- Earth from Above: 101 verbluffende afbeeldingen vanuit de ruimte
- De vreemdste plekken op aarde (foto's)
Noot van de redacteur: dit artikel was een update om aan te geven dat de maan 'later' niet 'eerder' had moeten worden gevormd, zoals was vermeld, om een gigantische getijtheorie te ondersteunen om de ontbrekende lagen te verklaren.
Oorspronkelijk gepubliceerd op .