Az első valódi kontinensek

A földkéreg kétféle típusból áll: a vékony óceáni kéregből, és a vastag kontinentális kéregből, enélkül a kettősség nélkül lemeztektonika se lehetne. Azonban e folyamat oly régen játszódott le, hogy a bolygónk felszínének folyamatos változása miatt elsöprő többségében minden nyoma eltűnt. Azt, hogy a vastagabb kontinentális kéreg miként kezdett kialakulni, számos különféle elmélet tárgyalja, ezekben azonban gyakran valamiféle külső hatásra van szükség a megszületésükhöz.

A Brit Columbiai Egyetem kutatói arról számoltak be a Nature Communications folyóiratban, hogy megtalálták azokat a kőzeteket, amelyek révén bizonyítható: az óceáni kéregből külső hatás nélkül is létrejöhettek a kontinensek, bolygónk első néhány százmillió éve során.

Az archaikum idején (4-2,5 milliárd évvel ezelőtt) lezajlott kontinensfejlődés megértéséhez az ekkor létezett földkéreg összetevőit kell azonosítani. Az ekkor létrejött kéreg jórészt egy igen jellegzetes, háromféle összetevőből álló kőzet volt: a tonalit, trondhjemit és granodiorit hármasát csak TTG néven emlegetik a szakemberek (ilyen kőzet van nyitóképünkön). Azonban az ezek létrejöttéhez vezető geológiai folyamatok igen összetettek, sok minden történt a legelső megolvadásuk és a végső kikristályosodásuk közti időben.

A korábbi kutatások során e kőzetek nyomelemeinek összetételét vizsgálták, ebből remélve információkat a kőzetek létrejöttéhez szükséges magmáról. A kanadai kutatók most e nyomelemek egy bizonyos csoportját vizsgálták, ezeket nem befolyásolták a későbbi átalakulások, és híven megőrizték az eredeti magma-összetevők jeleit. Ezek segítségével sikerült visszafejteni azt, hogy milyen is volt az eredeti olvadék összetétele, és az honnan eredhetett. E vizsgálatok egy gabbró (ez egy mélységi magmás kőzet) jellegű elődre mutattak rá.

Az archaikumban létrejött TTG kőzetek a mai napig megtalálhatóak a kontinenseken, például Kanadában is az ország belső részében hatalmas területeket tesznek ki a TTG-uralta ősi kontinensmaradványok, illetve a picivel fiatalabb gránitok.

„Mindezeket a kőzeteket, és különösen a kombinációikat megmagyarázza az általunk bemutatott modell” – magyarázta Dr. Mathijs Smit, a kutatás vezetője. Elmondta, hogy a modelljük alapján az egykori óceáni platókhoz hasonlítható kéregterület lassú betemetődése, olvadása és vastagodása játszódott le. „A kontinentális kéreg kénytelen volt így kifejlődni, mivel fokozatosan egyre jobban és jobban betemetődött, így az aljában lévő kőzetek számára az egyedüli utat az olvadás jelentette. Ennek során pedig létrehozták a TTG-kőzeteket, amelyek a kontinensek növekedéséhez és fennmaradásához a legjobb receptet jelentették.”

Az óceáni kéreg egyes területeken jóval vastagabb a 6-7 kilométeres átlagnál, ezek az óceáni platók. Az itt lezajló, köpenyfeláramláshoz köthető vulkánkitörések azonban még ennél is jelentősen tovább vastagíthatják a kéreg e régióit, így az elérheti a kontinensektől megszokott 35-40 kilométeres vastagságot is. A kitörések miatt felhalmozódó sok kilométer vastag rétegű bazalt azonban terhet is jelent, és nyomja lefelé ezt a területet. Ennek következményeként képes a proto-kontinens alja abba a mélységbe nyomulni, ahol már beindulhat az olvadása, és kialakulhat a TTG-kőzeteket létrehozó magma, ami azután a későbbi vulkanizmussal jut a felszínre.

Ez a folyamat nemcsak a TTG-kőzetek létrejöttére nyújt magyarázatot, hanem azokéra is, amelyek vele társulnak. A kontinensek csíráinak kialakulása majd gyarapodása így teljesen spontán végbemehet anélkül, hogy ehhez például becsapódásokra volna szükség, ahogy a korábbi elméletek feltételezték. A kutatók azt is igazolják így, hogy a TTG-kőzetek nem a legelső alábukási zónák tanúi, vagyis nem a lemeztektonika beindulását jelzi a jelenlétük.