งานวิจัยชิ้นใหม่ที่วิเคราะห์ชิ้นส่วนของหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกได้เพิ่มหลักฐานที่คมชัดที่สุด

บางส่วนว่าเปลือกโลกมีการผลักและดึงในลักษณะที่คล้ายกับการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกสมัยใหม่อย่างน้อย 3.25 พันล้านปีก่อน การศึกษานี้ยังให้ข้อพิสูจน์ที่เร็วที่สุดว่าเมื่อใดที่ขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ของดาวเคราะห์สลับตำแหน่งกันผลลัพธ์ทั้งสองนี้ให้เบาะแสว่าการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาดังกล่าวอาจส่งผลให้สภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกมากขึ้นได้อย่างไร

• บทความอื่น ๆ : chinois-cinq.com

งานนี้อธิบายไว้ในPNASและนำโดยนักธรณีวิทยาของฮาร์วาร์ด Alec Brenner และ Roger Fu มุ่งเน้นไปที่ส่วนหนึ่งของ Pilbara Craton ทางตะวันตกของออสเตรเลียซึ่งเป็นหนึ่งในเปลือกโลกที่เก่าแก่และเสถียรที่สุด นักวิจัยได้ใช้เทคนิคและอุปกรณ์ใหม่ ๆ แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวที่เก่าแก่ที่สุดของโลกบางส่วนเคลื่อนที่ด้วยอัตรา 6.1 เซนติเมตรต่อปีและ 0.55 องศาทุกล้านปี

ความเร็วนั้นมากกว่าสองเท่าของอัตราที่เปลือกโลกโบราณแสดงให้เห็นว่ามีการเคลื่อนไหวในการศึกษาก่อนหน้านี้โดยนักวิจัยคนเดียวกัน ทั้งความเร็วและทิศทางของการล่องลอยในแนวละติจูดนี้ทำให้ การแปรสัณฐานของ แผ่นเปลือกโลกเป็นคำอธิบายที่มีเหตุผลและแข็งแกร่งที่สุดสำหรับมัน

“มีงานมากมายที่ดูเหมือนว่าจะแนะนำว่าการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในช่วงต้นของประวัติศาสตร์โลกไม่ใช่วิธีที่โดดเด่นในการปลดปล่อยความร้อนภายในของดาวเคราะห์อย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบันผ่านการขยับของแผ่นเปลือกโลก” เบรนเนอร์, Ph.D. กล่าว . ผู้สมัครใน Graduate School of Arts and Sciences และเป็นสมาชิกของ Paleomagnetics Lab ของ Harvard “หลักฐานนี้ช่วยให้เราแยกแยะคำอธิบายที่ไม่เกี่ยวกับการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกได้อย่างมั่นใจมากขึ้น”

ตัวอย่างเช่น นักวิจัยสามารถโต้แย้งกับปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ” True polar Wander ” และ “stagnant lid tectonics” ซึ่งอาจทำให้พื้นผิวโลกเคลื่อนตัวได้ แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกแบบสมัยใหม่ ผลลัพธ์ที่ได้จะเอนเอียงไปทางการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกมากขึ้น เนื่องจากอัตราความเร็วที่สูงกว่าที่เพิ่งค้นพบใหม่นั้นไม่สอดคล้องกับแง่มุมของกระบวนการอีกสองขั้นตอนที่เหลือ

ในบทความนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังได้อธิบายถึงสิ่งที่เชื่อกันว่าเป็นหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดเมื่อโลกกลับด้านสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งหมายความว่าแม่เหล็กขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้จะพลิกตำแหน่ง ฟลิปฟลอปประเภทนี้เป็นเหตุการณ์ปกติในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา ของโลก โดยมีการย้อนกลับของเสา 183 ครั้งในช่วง 83 ล้านปีที่ผ่านมาและอาจหลายร้อยครั้งในช่วง 160 ล้านปีที่ผ่านมา

การกลับรายการบอกเล่าเรื่องราวมากมายเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์เมื่อ 3.2 พันล้านปีก่อน ปัจจัยหลักในความหมายเหล่านี้คือสนามแม่เหล็กมีความเสถียรและแข็งแรงพอที่จะป้องกันลมสุริยะไม่ให้กัดเซาะชั้นบรรยากาศ ข้อมูลเชิงลึกนี้เมื่อรวมกับผลลัพธ์ของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก ให้เบาะแสเกี่ยวกับสภาวะที่สิ่งมีชีวิตยุคแรกสุดพัฒนาขึ้น

“มันวาดภาพของโลก ยุคแรกๆ ที่โตเต็มที่ตามภูมิศาสตร์ไดนามิกอยู่แล้ว” เบรนเนอร์กล่าว “มันมีกระบวนการไดนามิกแบบเดียวกันมากมายซึ่งส่งผลให้โลกมีสภาพแวดล้อมและพื้นผิวที่เสถียรกว่าโดยพื้นฐานแล้วทำให้ชีวิตเป็นไปได้มากขึ้นในการพัฒนาและพัฒนา”

ทุกวันนี้ เปลือกชั้นนอกของโลกประกอบด้วยเปลือกโลกหรือแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวประมาณ 15 แผ่น ซึ่งยึดทวีปและมหาสมุทรของดาวเคราะห์ไว้ หลายยุคหลายสมัย แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนเข้าหากันและแยกออกจากกัน ก่อตัวเป็นทวีปและภูเขาใหม่ และเผยให้เห็นหินใหม่สู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกคงที่เป็นเวลาหลายพันล้านปี

หลักฐานที่พิสูจน์ได้ยากว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกเกิดขึ้นเมื่อใด เนื่องจากชิ้นส่วนของเปลือกโลกที่เก่าแก่ที่สุดถูกผลักเข้าไปในเสื้อคลุมชั้นใน และไม่ปรากฏขึ้นอีก มีเพียง 5 เปอร์เซ็นต์ของหินทั้งหมดบนโลกที่มีอายุมากกว่า 2.5 พันล้านปี และไม่มีหินใดที่มีอายุมากกว่า 4 พันล้านปี

โดยรวมแล้ว การศึกษาได้เพิ่มการวิจัยที่เพิ่มขึ้นว่าการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วในประวัติศาสตร์ 4.5 พันล้านปีของโลก และรูปแบบชีวิตช่วงแรกๆ เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ปานกลางกว่า สมาชิกของโครงการได้กลับมาเยี่ยมชม Pilbara Craton ในปี 2018 ซึ่งทอดยาวไปประมาณ 300 ไมล์ พวกเขาเจาะเข้าไปในแผ่นเปลือกโลกที่หนาและดึกดำบรรพ์ที่นั่นเพื่อเก็บตัวอย่างที่กลับมาในเคมบริดจ์เพื่อวิเคราะห์ประวัติความเป็นแม่เหล็กของพวกมัน

นักวิจัยได้สร้างชุดเทคนิคใหม่ในการกำหนดอายุและวิธีที่ตัวอย่างกลายเป็นแม่เหล็กโดยใช้เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก อุปกรณ์ล้างอำนาจแม่เหล็ก และกล้องจุลทรรศน์ควอนตัมไดมอนด์ ซึ่งแสดงภาพสนามแม่เหล็กของตัวอย่างและระบุธรรมชาติของอนุภาคแม่เหล็กได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถกำหนดได้ว่าเปลือกโลกเคลื่อนไปอย่างไร เมื่อไร และทิศทางใด รวมทั้งอิทธิพลแม่เหล็กที่มาจากขั้วแม่เหล็กโลกของโลก

กล้องจุลทรรศน์ควอนตัมไดมอนด์ได้รับการพัฒนาโดยความร่วมมือระหว่างนักวิจัยของฮาร์วาร์ดในแผนก Earth and Planetary Sciences (EPS) และฟิสิกส์

สำหรับการศึกษาในอนาคต แผนของ Fu และ Brenner ให้ความสำคัญกับ Pilbara Craton ในขณะที่มองข้ามเปลือกโลกโบราณอื่น ๆ ทั่วโลก พวกเขาหวังว่าจะพบหลักฐานเก่าของการเคลื่อนที่ของจานเหมือนสมัยใหม่และเมื่อขั้วแม่เหล็กของโลกพลิกกลับ