Rodinias antika superkontinent vände inifrån när jorden svalde sitt eget hav för ungefär 700 miljoner år sedan, antyder ny forskning.
Rodinia var en superkontinent som föregick den mer berömda Pangea, som fanns mellan 320 miljoner och 170 miljoner år sedan. I en ny studie hävdar forskare under ledning av Zheng-Xiang Li från Curtin University i Perth, Australien, att superkontinenter och deras superoceans bildar och bryts upp i omväxlande cykler som ibland bevarar havskorpan och ibland återanvänder den till jordens inre.
"Vi föreslår att jordens mantelstruktur bara helt omorganiseras varje andra superkontinent genom förnyelse av en ny superocean och en ny ring av eld," skrev Li i ett e-postmeddelande till Live Science. "Ring of Fire" är en kedja av subduktionszoner runt Stilla havet, där havskorpan maler under kontinenterna. Vulkaner och jordbävningar är ofta runt Ringen av elden, som ger sitt namn ...
Djup historia
Superkontinenters historia är lite dum, men geovetenskapsmän blir allt mer övertygade om att kontinenterna smälter samman till en jätte landmassa varje 600 miljoner år i genomsnitt. Först kom Nuna, som fanns mellan 1,6 och 1,4 miljarder år sedan. Sedan bröt Nuna isär, bara för att sammanfalla som Rodinia för cirka 900 miljoner år sedan. Rodinia bröt upp för 700 miljoner år sedan. Sedan, för 320 miljoner år sedan, bildades Pangea.
Det finns mönster i mantelns cirkulation (skiktet under jordskorpan) som verkar matcha bra med denna 600 miljoner år långa cykel, sa Li. Men vissa mineral- och guldavlagringar och geokemiska signaturer i forntida sten återkommer igen i en längre cykel - en som är närmare en miljard år. I en ny artikel i aprilutgåvan av tidskriften Precambrian Research som just publicerades online hävdar Li och hans kollegor att jorden faktiskt har två samtidiga cykler i gång: en 600 miljoner år lång kontinentcykel och en miljard år lång superocean cykel. Varje superkontinent bryter upp och reformerar med två alternerande metoder, antar forskarna.
Ett växlande mönster?
De två metoderna kallas "introversion" och "extroversion." För att förstå introversion, föreställ dig en superkontinent omgiven av en enda superocean. Kontinenten börjar delas upp i bitar separerade av ett nytt, inre hav. Sedan, av någon anledning, börjar subduktionsprocesser i det nya, inre havet. På dessa eldiga fläckar dyker havskorpan tillbaka i jordens heta mantel. Det inre havet tuggas tillbaka till planetens inre. Kontinenterna kommer tillbaka igen. Voilà - en ny superkontinent, omgiven av samma gamla superocean som var där förut.
Extroversion skapar å andra sidan både en ny kontinent och en ny superocean. I detta fall rivs en superkontinent från varandra och skapar det inre havet. Men den här gången inträffar subduktionen inte i det inre havet, utan i den superocean som omger den riftande superkontinenten. Jorden sväljer den superocean, och drar den rivande kontinentale skorpan klar över hela världen. Superkontinentet vänder i huvudsak inifrån och ut: Dess tidigare kustlinjer krossar ihop för att bilda sin nya mitt, och dess rivna mitt är nu kusten. Samtidigt är det en gång inre havet nu en helt ny superocean som omger den nya superkontinenten.
Li och hans kollegor använde modeller för att hävda att introversion och extroversion under de senaste 2 miljarder åren har alternerats. I detta scenario brast superkontinenten Nuna isär och bildade sedan Rodinia via introversion. Nunas superocean överlevde alltså att bli Rodinias superocean, som forskare har kallat Mirovoi. Nuna och Rodinia hade liknande konfigurationer, sade Li, vilket stärker uppfattningen att Nuna helt enkelt bröt sönder och sedan kom tillbaka igen.
Men sedan började Mirovoi: s havskorpa underskära. Rodinia drog isär när dess superocean försvann. Den smällde tillbaka på andra sidan planeten som Pangea. Det nya havet som bildades när Rodinia riftade och sedan blev det Pangeas superocean, känd som Panthalassa.
Jordens framtid
Pangea, naturligtvis, rivas isär för att bli de kontinenter som vi känner idag. Panthalassas rester överlever som den Stilla havskorpan.
De senaste 2 miljarder år av historia som poserades i den nya forskningen är rimliga, säger Mark Behn, en geofysiker vid Boston College och Woods Hole Oceanographic Institution, som studerar jordens djupa historia men inte var involverad i den nya forskningen. Det är dock svårt att veta om de studerade cyklerna representerar ett verkligt, grundläggande mönster.
"Du har bara tre iterationer, så du försöker extrapolera trender från inte så många cykler," sade Behn.
Om det växlande mönstret håller, sade Li, kommer nästa superkontinent att bildas genom introversion. De inre oceanerna som skapats av Pangeas riftning - Atlanten, Indierna och södra oceanerna - kommer att stängas. Stilla havet utvidgas till att bli den nya kontinentens enda superocean. Forskare kallar denna teoretiska framtida superkontinent Amasia. (I detta ögonblick krymper Stilla havet faktiskt något genom subduktion, men det mönstret kanske inte kommer att fortsätta under hundratals miljoner år.)
Jordens superkontinent framtid förblir oklar. Modeller som försöker kombinera rörelserna på jordens kontinenter med den inre dynamiken i manteln kan hjälpa till att bestämma om introversions- / extroversionsmonteringsmetoderna är realistiska, sade Li. De metoder som Li och hans kollegor använde, som involverade att studera molekylära variationsmönster i forntida bergarter, är förmodligen på rätt väg för att hantera dessa grundläggande frågor om plattaktonik, sade Behn.
I slutändan, sade Behn, kommer frågan ned på vad som driver plattaktonik. Ingen vet vad som startar subduktionen på en viss plats och tid, sa han. Det diskuteras till och med när jordens plattor började sashaying runt. Vissa forskare tror att plattaktonik började strax efter att Jorden bildades. Andra tror att det startade för 3 miljarder, 2 miljarder eller en miljard år sedan.
"Uppgifterna för dessa saker börjar bara bli äldre," sade Behn, "och vi kan bara börja dra bitarna ihop."
