כדור הארץ חסר חלק מהקרום שלו, וכעת למדענים מוביל חדש במה להאשים: הרבה קרחונים.
לפני כמעט 720 מיליון שנה, האדמה הייתה עטויה בקרח גלובלי, עידן המכונה כדור כדור השלג. טחינת יריעות הקרח העולמיות הללו עלולה להתנפץ בקרום בין 1.8 ל -3 מיילים (3 ו -5 ק"מ) בקרקעית לאוקיינוסים, כך דווח החוקרים. דצמבר. זה לסלע חדש.
אם המדענים צודקים, כדור שלג כדור הארץ מסביר מאפיין מאוד מוזר בגיאולוגיה שנקרא אי-ההתאמה הגדולה. אי-התאמה זו נראית ברחבי העולם ומתייחסת לשכבה בה הופקדו סלעי משקע על גבי סלע המרתף העתיק ביותר של הקרום. באופן מוזר, מאות מיליוני שנים של שכבות משקע חסרות בין המרתף האגמנטי או המטמורפי לבין הסלעי המשקע הישנים ביותר. בגרנד קניון, למשל, פשוט חסרים 1.2 מיליארד שנות סלע.
תעלומה מינרלית
ג. ברנהין קלר, גיאוכרונולוג מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, לא ניסה להסביר את אי-ההתאמה הגדולה כאשר השיק את מחקרו על זירקונים, מינרלים קשוחים וקשים עד שהם שורדים יותר מכל חלקים אחרים בקרום. על פני כדור הארץ. הזירקונים העתיקים ביותר הם בני 4.4 מיליארד שנה, רק 165 מיליון שנה צעירים מכוכב הלכת עצמו.
מכיוון שזירקונים יכולים לשרוד כמעט כל דבר, הם מחזיקים בתיעוד של קרום כדור הארץ גם כשהוא נמס, מתערבב מחדש ומוחזר במעטפת ליצירת סלע חדש. קלר וצוותו אספו נתונים על כ- 34,000 זירקונים, תוך התמקדות בערכים של איזוטופים מסוימים, או גרסאות מולקולריות, הנקראות hafnium-176 ו- hafnium-177.
Hafnium-176 הוא איזוטופ של היסוד המתכתי הכסוף הפניום שנוצר במהלך דעיכה רדיואקטיבית של לוטטיום, יסוד כסוף נוסף. קלטר נוטה להישאר בתוך המעטפת ולא להשתלב במאגמה ולירות בקרום דרך התפרצויות געשיות, אמר קלר ל- Live Science. כתוצאה מכך, המעטפת עשירה במיוחד בלוטטיום, ולכן היא עשירה גם בהפניום -176 שנוצר כתוצאה מהתפרקות לוטטיום. הקרום, בהשוואה, עשיר יותר באיזוטופ אחר של הפניום, הפניום -177. מסיבה זו, היחס בין הפניום -176 להפניום -177 בזירקון יכול לומר לחוקרים האם אותו זירקון שנוצר ממגמה שמקורה במעטפת - או ממאגמה שהוחזרה מהתכה של קרום ישן.
קרום ממוחזר
להפתעת קלר ועמיתיו, היחסים בזירקון חשפו שכמות גדולה של קרום ישן ממוחזר והוחלף מחדש לייצור זירקונים חדשים, והכל בבת אחת. זה היה "ממש דרמטי", אמר קלר.
"אם אתה רוצה לעשות זאת בקנה מידה עולמי אתה צריך להתחמם הרבה קרום ולהמיס אותו למגמה חדשה," אמר.
כדי לעשות זאת במהירות, הרבה קרום יצטרך להמיס במהירות בקרום התחתון, אמר קלר, או שהיה צריך לדחוף אותו למטה אל המעטפת שליד קרקעית הים בתהליך שנקרא הכנעה. למזלנו, נסיעה במים משאירה קבוצה ספציפית של טביעות אצבעות מולקולריות על מולקולות החמצן בתוך הזירקונים, כך שקלר וצוותו יכלו לבדוק האם הזירקונים (והסלעים שאירחו אותם בעבר) יצאו למסע מימי. מסתבר שהיה להם.
סיפור התגלה: כמויות אדירות של קרום, שהועברו לפתע לאזורי הכנעה של האוקיאנוס כדי להימוט חזרה אל תוך המעטפת. אבל אם כל הקרום הזה היה מתקרב לאוקיאנוס, מישהו כנראה היה צריך להבחין בשחיקה, אמר קלר.
"ואכן יש לנו - באי-התאמה הגדולה," אמר.
ניקה
קלר מודה שמדובר בתביעה יוצאת דופן ויחייב ראיות חריגות. הוא ועמיתיו עשו צעד לעבר חלק מהראיות הללו על ידי התבוננות בשורה נוספת של מחקר בנושא מכתשי השפעה. לפני כ -700 מיליון שנה, הם מצאו, מכתשי ההשפעה של כדור הארץ נמחו כמעט נקיים. רק שני מכתשי ענק, אגן סודברי בקנדה ומכתש ורפורד בדרום אפריקה, קדמו לפני כדור הארץ של שלג - ואותם מכתשים היו עצומים להפליא, ונמדדו במקור 150 ק"מ (150 ק"מ) ו -300 מייל (300 ק"מ) לרוחב, בהתאמה. הם נשחקו לשבריר מהגודל המקורי שלהם.
קלר וצוותו חושבים שקרחוני כדור השלג כדור הארץ ניגבו את כל מכתשי ההשפעה האחרים, כשהם מגרדים מעט מעל ראשוני סודברי וורפורפורט. על פי חישוביהם, בממוצע נותרו קרמים של קרקע של שלג כדור הארץ בין 1.8 ל- 3 מיילים אנכיים (3 עד 5 ק"מ) במשך 64 מיליון שנה. במקומות מסוימים, אמר קלר, ההפסד היה גדול יותר, ובאחרים, שום קרום לא אבד כלל.
קלר היה צריך לגלח רק 0.0625 מילימטרים של עפר וסלע בממוצע של 0.002 אינץ 'מהקרום בכל שנה כדי להשיג הישג זה, אמר קלר. זה רוח אפילו עבור הקרחונים המודרניים, אמר. כיום, שיעורי השחיקה של יריעות קרח יבשתיות נעים בין 0.004 ל- 0.19 אינץ '(0.1 עד 4.8 מ"מ), כאשר קרחוני הרים תלולים נעים כמעט 100 אינץ' של סלע ועפר בשנה.
מדענים ראו קרחונים כגורם אפשרי לחוסר התאמה הגדול לפני כן, אך הרעיון ננטש ברובו, אמר קלר. מאמר משנת 1973 על הרעיון של הגיאולוג של אוניברסיטת צפון קרוליינה וויליאם ווייט, לא הצליח להשיג ציטוט בודד של חוקרים אחרים. תיאוריות אחרות כוללות את הבלתי אפשרי (גאות ושפל ענקית שמחה את האדמה נקייה, אך הייתה מחייבת את הירח להיווצר מיליארדי שנים מאוחר יותר ממה שעשה בפועל) והגיוני יותר (הרמת העומק והבלייה של יבשת-על ענקית).
יתכן ששני המרוממים וגם הקרחונים מילאו תפקיד בפינוי קילומטרים של קרום, אמר קלר. בשנת 2013 החוקרים גילו כי סלעים מתקופת כדור השלג תפסו ואחסנו את הפחמן הדו-חמצני מהאטמוספרה, אולי מכיוון שבליה קיצונית הפכה את הסלעים נקבוביים במיוחד. לכידה זו של פחמן דו חמצני יכולה הייתה לעורר קירור עולמי, הצד הפוך של ההתחממות הגלובלית המתרחשת בעידן המודרני בגלל שריפת דלקים מאובנים. הקירור יכול היה להוביל לאקלים קרח עולמי, והקרחונים שהתקבלו היו יכולים אז להאיץ את הסחף עוד יותר.
קלר וצוותו פועלים לקבלת מימון לבדיקת סלעי המרתף העמוקים מתחת לאי-התאמה הגדולה כדי לגלות מתי הונפו לפני השטח. לפתור את מתווה העיתוי של ההרמה והקרחון, הוא אמר, יכול לעזור בבירור מה גרם לאדמת כדור השלג - ומה אחראי בסופו של דבר לקרום הנעלם של כדור הארץ.
הערת העורך: מאמר זה עודכן בכדי לציין שהירח היה צריך ליצור "מאוחר יותר" ולא "מוקדם יותר" כפי שנאמר, כדי לתמוך בתיאוריית גאות ענק כדי להסביר את השכבות החסרות.
