Becsapódások indíthatták be a kontinensek kialakulását

Nemcsak a kontinensek kialakulásának kezdeti ideje a viták tárgya hosszú ideje, hanem az is, hogy minek köszönhetően kapcsolt be a bolygónkon ez a különleges, a Naprendszerben másutt nem működő rendszer. A legősibb kőzetekre, azok egyedi, ősi cirkonkristályaira az ausztrál Pilbara ősmasszívum területén bukkantak rá, ezért most egy ausztrál kutatócsoport és amerikai kollégájuk e kristályok vizsgálatával igyekezett választ találni a miként kérdésére. A Nature tudományos folyóiratban közzé tett kutatási eredményt a vizsgálatokat vezető Tim Johnson ismertette a The Conversation-ben.

Az élővilág szempontjából létfontosságú kontinensek létrejöttét egyik elmélet ahhoz köti, hogy a bolygónkat érő ősi becsapódások hatására alakultak ki a kontinensek magját képező ősmasszívumok (idegen szóval kratonok), ám eddig nem nagyon volt erre utaló bizonyíték. Az ausztrál kutatók most e bizonyítékokkal álltak elő.

Az talán ismert, hogy kétféle típusú kéreganyaga van bolygónknak: a kontinensek szilikátos kőzetekben (pl. gránit) gazdag alapanyaga könnyebb, míg az óceánok alatt lévő bazaltos kéreganyag nehezebb, de közös bennük, hogy mindkettő a szilárd, de kissé képlékeny asztenoszféra tetején „úszik”. Az asztenoszférában a nyomás csökkenése hatására megolvadnak a kőzetek, s ebből jön létre a magma, amely azután a vulkánokon át a felszínre is juthat. A nyomás azonban számos ok miatt csökkenhet, s elvezethet a folyamat a magma képződéséhet. E folyamatok egyike lehet az, hogy óriási becsapódások egészen egyszerűen lesöprik a felszínt a mélyben lévő kőzetek fölül, ezzel csökken a nyomás és ennek hatására indul be az olvadás.

A becsapódás hatására nemcsak a felszínen olvadnak meg a mélyen kivájt kőzetek, hanem a földköpenyben is, amely azután nagy, egységes, bazaltos kéregtömbbé áll össze. (A helyzetet úgy képzeljük el, mintha valaki nagy erővel fejbe dobna minket egy kaviccsal, és a találat helyén púp nőne a fejükön.) Azonban az így létrejövő kezdetleges óceáni kéreg később képes átalakulni: a tömb aljának megolvadt kőzetei gránitos jellegűvé válnak, s ez már a kontinentális kéreg könnyebbségét hozza magával.

Egy másik elképzelés a kontinensek létrejöttére ahhoz köthető, ahogyan például Hawaii is létrejött: köpenycsóva segítségével születhettek meg az ősmasszívumok „alapjai”.

A cirkonkristályok (a cirkónium nevű elem szilikátos vegyületei) a bolygónk legősibb, több milliárd éven át fennmaradni képes kristályai, amelyek sokkal idősebbek lehetnek, mint a kőzetek, amelyekben fennmaradtak. A cirkonkristályok születésekor még megvolt, s azóta bolygónk aktivitása miatt elpusztult kőzetekre azonban utalnak a kristályokban lévő egyes elemek, illetve ezek izotópjai, emellett pontosan meghatározható a koruk a beléjük zárt urán segítségével. A kutatók most az oxigén izotópjait fogták vallatóra a Pilbara ősmasszívum több milliárd éves, ismert korú cirkonkristályaiban, s különös eloszlást tapasztaltak e téren. Az oxigénizotópok arról vallottak, hogy keletkeztek a cirkonok: a földköpenyben, vagy épp a kéregben.

Míg a legősibb kristályok oxigénizotóp-adatai a felszínhez közeli eredetről tanúskodtak, a fiatalabb kristályok a mélyben, a földköpenyben lezajlott kialakulás jeleit mutatták. Ez alapján a Föld korai időszakában lezajlott becsapódások állhatnak a háttérben, hisz a lentről felfelé mozgó köpenycsóva esetében a régebbiek lettek volna mélységi eredetűek és a fiatalabbak felszínközeliek!

A Pilbara cirkonkristályai külön-külön szakaszokban születtek, s emellett időben egyszerre jöttek létre a becsapódások más bizonyítékaival is: a cirkonok a kőzetekben fennmaradt, becsapódások során keletkezett szferulákkal (miniatűr kőzetüveg-gyöngyökkel) is egyidősek. A késői nagy bombázás néven ismert időszak (kb. 4,1-3,8 milliárd éve) során a Naprendszer belső égitestjeit rengeteg kisbolygó becsapódása jellemezte.

Nemcsak Ausztráliában, hanem másutt, például Kanadában vagy Grönlandon is hasonló eloszlást mutat a cirkonkristályok oxigénizotóp-aránya, azonban e helyeken még nem végeztek, az ausztráliaihoz hasonló részletességű, elemzést, a kutatók következő feladata ez lesz.

Az azonban az ausztrál adatokból is egészen valószínű, hogy a kontinentális kéreg magjaként létrejött ősmasszívumokat az egykori becsapódásoknak köszönhetjük.