Cryptic recycling of continental crust during subduction of extended arcs and margins in Paleozoic Japan
Diese Studie dokumentiert einen effizienten, bisher unterschätzten Pfad für das Recycling der kontinentalen Kruste im Paläozoikum Japans, wobei Back-Arc-Extension und die Subduktion extendierter Bögen und Ränder zur Zerstörung und zum Mantelrücklauf fragmentierter kontinentaler Kruste führten, wie durch einen Wechsel von entwickelten zu juvenilen Isotopensignaturen in Granitoiden belegt wird.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Der große Verschwindenlassen der Erde
Stellen Sie sich die Erdkruste wie eine riesige, uralte Bibliothek vor. Die meisten Bücher (die Gesteine), die wir heute finden, sind relativ neu und wurden in den letzten paar hundert Millionen Jahren geschrieben. Aber wenn man die Mathematik betrachtet, sollte die Bibliothek überquellen von uralten, staubigen Wälzern aus der Zeit vor über 3 Milliarden Jahren. Tatsächlich schätzen Wissenschaftler, dass mehr als 65 % aller jemals existenten Landmassen damals entstanden sind, doch weniger als 5 % davon sind heute noch sichtbar. Wo ist der Rest geblieben?
Dies ist das Rätsel des „Recyclings kontinentaler Kruste“. Wir wissen, dass die Erde ein dynamischer Ort ist, an dem Platten zusammenstoßen, gleiten und in den heißen, wirbelnden Erdmantel darunter eintauchen. Normalerweise denken wir bei Kontinenten an permanente Inseln, die einfach so umhertreiben. Aber die Mathematik besagt, dass sie in einer Rate in das Innere des Planeten gefressen und recycelt werden, die unser derzeitiges Verständnis der Geologie nicht vollständig erklären kann. Wir kennen einige Wege, wie Gestein recycelt wird, wie etwa das Abschaben der Ränder von Platten oder das Absinken schwerer Teile der Kruste, aber selbst wenn man all diese zusammenrechnet, fehlt uns immer noch ein riesiger Teil der „fehlenden Masse“. Es ist, als versuche man, ein Kontobuch auszugleichen, bei dem man weiß, dass man ein Vermögen ausgegeben hat, aber man findet nur Quittungen für einen Bruchteil der Kosten. Wissenschaftler suchen nach dem „verborgenen Pfad“, der erklärt, wohin all das alte Land verschwindet.
Der Fall der verschwindenden japanischen Kruste
In dieser Studie richtete ein Team von Geologen seinen detektivischen Blick auf Japan und untersuchte dabei speziell sehr alte, seltene Gesteine aus der Paläozoischen Ära (vor hunderten von Millionen Jahren). Sie fanden einen „rauchenden Colt“, der in winzigen Mineralkristallen namens Zirkonen verborgen war, die wie Zeitkapseln in Granitgesteinen eingeschlossen sind. Durch die Analyse der chemischen Fingerabdrücke und der Alter dieser Zirkone entdeckten die Forscher eine dramatische Veränderung in der Art und Weise, wie die Erde in dieser Region neues Gestein bildete.
Lange Zeit zeigten die Gesteine in diesem Teil Japans Anzeichen dafür, dass sie „entwickelt“ waren – was bedeutet, dass sie aus einer chaotischen Mischung aus altem, recyceltem Krustenmaterial bestanden. Es war, als würde ein Koch Reste eines vorherigen Essens verwenden, um ein neues Gericht zuzubereiten. Doch dann geschah etwas Seltsames. Plötzlich änderte sich die chemische Signatur der Gesteine vollkommen. Die neuen Gesteine wurden „juvenil“, was bedeutet, dass sie fast ausschließlich aus frischem, heißem Material bestanden, das direkt aus dem Mantel aufstieg, mit fast keinem Anteil an alter Kruste. Die alten, recycelten Zutaten waren aus dem Rezept verschwunden.
Die Autoren schlagen vor, dass dies nicht nur eine Änderung der Laune des Kochs war, sondern eine physische Entfernung der alten Kruste. Sie schlagen einen cleveren, wenn auch zerstörerischen Mechanismus vor: Zuerst wurde die Erdkruste in diesem Gebiet dünn gezogen und in Fragmente zerbrochen, ganz ähnlich wie man ein Stück Taffy zieht, bis es in winzige, isolierte Stücke zerbricht. Diese Fragmente, die einst Teil der kontinentalen Kruste waren, wurden zu „Waisen“ und wurden an den Meeresboden angeheftet. Als die tektonischen Platten dann wieder begannen zu wandern, wurden diese winzigen, zerbrochenen Stücke des Kontinents zusammen mit dem Meeresboden in den tiefen Erdmantel hinuntergezogen. Weil sie klein und zerbrochen waren, trieben sie nicht wieder auf oder hinterließen eine Spur; sie wurden effizient verschluckt und recycelt.
Dieser Prozess erklärt den plötzlichen Wechsel der Gesteine: Die „alte Kruste“ lag nicht mehr einfach da; sie war weg, in das Innere der Erde recycelt. Das Papier argumentiert, dass diese „Dehnen-und-Schlucken“-Methode ein viel effizienterer Weg ist, Kontinente zu zerstören, als wir bisher angenommen haben. Während die bekannten Methoden des Recyclings (wie das Abschaben von Kanten oder das Absinken großer Brocken) einen Teil der fehlenden Masse erklären, könnte dieser verborgene Pfad des Recyclings fragmentierter, gedehnter Kruste das fehlende Puzzleteil sein. Die Autoren deuten an, dass dies häufiger passieren könnte, als wir es realisieren – im Stillen die Beweise für antike Kontinente löschend und die geologische Aufzeichnung der Erde unvollständig haltend. Sie behaupten nicht, das gesamte Rätsel der verschwindenden Kontinente gelöst zu haben, aber sie haben einen starken, plausiblen neuen Verdächtigen gefunden, der einen signifikanten Teil des Verschwindens erklären könnte.
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