Benua bumi mungkin dilahirkan di bawah gunung besar seperti Andes.
Penyelidikan baru menggabungkan unsur jejak yang hilang misteri, batu berumur 66 juta tahun yang dibekukan oleh gunung berapi purba, dan pangkalan data semua kimia batu yang dianalisis oleh saintis pada abad yang lalu menjelaskan mengapa bumi mempunyai benua. Published Jan. 16 di jurnal Nature Communications, kajian menunjukkan bahawa di mana gunung-gunung dilahirkan, begitu pula benua.
"Ia seperti teka-teki," kata pemimpin kajian Ming Tang, penyelidik pasca doktoral di geologi di Rice University di Houston. "Terdapat bahagian yang hilang dalam teka-teki jigsaw benua ini, dan nampaknya kami mendapati jawapannya."
Sekeping yang hilang
Sekeping yang hilang adalah logam jarang-bumi yang dipanggil niobium. Dalam lapisan tengah bumi, yang dikenali sebagai mantle, serta di kerangka lautan (bahagian lapisan luar planet yang diliputi oleh lautan), niobium dan satu lagi elemen bumi jarang, tantalum, lazimnya berlaku dalam nisbah yang konsisten. Kerak benua itu aneh, Tang memberitahu Sains Live. Kerak yang membentuk benua agak rendah di niobium.
Kes yang niobium yang hilang di kerak benua telah menimbulkan geoscientists selama beberapa dekad. Tang telah memburunya dalam pangkalan data geokimia rock yang dikekalkan oleh Institut Max Planck di Jerman. Dia mencari zon subduksi, di mana kerak mengisar ke dalam bentuk mantel dan magmas. Itu magma, apabila disejukkan, mempunyai potensi untuk mencipta benua. Niobium tidak hilang di sebilangan zon subduksi ini, Tang ditemui. Tetapi ia tidak dapat dielakkan di kawasan pembentukan gunung tertentu seperti Andes.
Andes adalah rantau bangunan besar-besaran, yang dikuasai oleh tektonik berdekatan zon subduksi. Kerana lautan kerak di pesisir pantai selatan Amerika Selatan merosot di bawah kerak benua, Andes yang gelisah meningkat, dan magma merebak dari beberapa gunung berapi tertinggi di Bumi, kata Tang.
Kawasan-kawasan seperti Andes - yang membentuk di atas zon subduksi - dikenali sebagai busur benua, dan mereka istimewa kerana kerak ada kira-kira dua kali lebih tebal seperti keranjang benua biasa, kata Tang. Malangnya, kimia batu di bahagian bawah kerak ini adalah misteri. Sekitar 50 batu (80 kilometer) di bawah permukaan, batu-batu ini tidak boleh diakses.
Masukkan xenolith
Nasib baik, pergunungan Sierra Nevada di Amerika Syarikat barat digunakan untuk menjadi kawasan aktif gunung, seperti Andes hari ini. Tang bersama petrologi Rice University Cin-Ty Lee, dan rakan-rakan mereka menganalisis sampel batu yang dibentuk kira-kira 66 juta tahun lalu dan didorong ke permukaan dalam letusan gunung berapi kira-kira 25 juta tahun yang lalu. Batu ini, yang dipanggil xenolith, yang pada awalnya terbentuk jauh di dasar Sierra Nevada ketika mereka adalah busur benua aktif - penyelidik mendapati batu di Arizona.
Batu itu "mungkin memberikan analog yang sangat baik dan sangat baik kepada kerak yang mendalam di bawah Andes," kata Tang.
Analisis menunjukkan bahawa aren xenolit benua mempunyai niobium tambahan. Tang dan rakan-rakannya telah menemui unsur hilang bumi yang hilang di benua ini: Niobium yang hilang terperangkap di bahagian bawah arc benua.
Niobium terperangkap begitu mendalam kerana keadaan yang unik di bawah bahagian-bahagian super kerat bumi ini. Di bawah arka benua, kerana kerak tebal, mantel itu berada di bawah tekanan tinggi, kata Tang. Di bawah tekanan tinggi, mineral titanium yang dipanggil rutil mengkristal daripada magma. Rutil terjadi untuk memerangkap sejumlah besar niobium, dan tidak banyak tantalum. Ia juga sangat padat, sehingga ia jatuh dalam kerak seperti batu-batu lain yang beredar ke permukaan.
Kerana keruntuhan benua hilang niobium, ia mestilah terbentuk di bawah keadaan aren bina ini, kata Tang. Dan itu bermakna bahawa tempat-tempat seperti Andes mungkin memegang benih semua benua di Bumi hari ini.
"Setiap benua yang kita berdiri sekarang mungkin bermula dengan proses pembinaan gunung ini," kata Tang.
