Het oude supercontinent Rodinia keerde binnenstebuiten toen de aarde 700 miljoen jaar geleden haar eigen oceaan opslokte, zo suggereert nieuw onderzoek.
Rodinia was een supercontinent dat voorafging aan het bekendere Pangea, dat tussen 320 miljoen en 170 miljoen jaar geleden bestond. In een nieuwe studie stellen wetenschappers onder leiding van Zheng-Xiang Li van de Curtin University in Perth, Australië, dat supercontinenten en hun superoceanen zich vormen en uiteenvallen in wisselende cycli die soms de oceaankorst behouden en soms deze terug recyclen in het binnenste van de Aarde.
“Wij suggereren dat de mantelstructuur van de Aarde alleen volledig wordt gereorganiseerd elke tweede supercontinent door de regeneratie van een nieuwe superoceaan en een nieuwe ring van vuur,” schreef Li in een e-mail aan Live Science. De “Ring van Vuur” is een keten van subductiezones rond de Stille Oceaan, waar de korst van de oceaan onder de continenten schuurt. Vulkanen en aardbevingen komen vaak voor rond de Ring van Vuur, waaraan het zijn naam ontleent.
Diepe geschiedenis
De geschiedenis van de supercontinenten is een beetje duister, maar geowetenschappers zijn er steeds meer van overtuigd dat de continenten gemiddeld om de 600 miljoen jaar samensmelten tot één reusachtige landmassa. Eerst kwam Nuna, dat tussen 1,6 miljard en 1,4 miljard jaar geleden bestond. Daarna brak Nuna uiteen, om zo’n 900 miljoen jaar geleden samen te smelten tot Rodinia. Rodinia viel 700 miljoen jaar geleden uiteen. Daarna, zo’n 320 miljoen jaar geleden, werd Pangea gevormd.
Er zijn patronen in de circulatie van de aardmantel (de laag onder de aardkorst) die lijken overeen te komen met deze 600 miljoen jaar durende cyclus, aldus Li. Maar sommige mineraal- en goudafzettingen en geochemische signaturen in oude gesteenten komen in een langere cyclus terug – een cyclus die dichter bij een miljard jaar ligt. In een nieuw artikel in het aprilnummer van het tijdschrift Precambrian Research, dat zojuist online is gepubliceerd, stellen Li en zijn collega’s dat de aarde in feite twee gelijktijdige cycli heeft: een 600 miljoen jaar durende supercontinentcyclus en een miljard jaar durende superoceaancyclus. Elk supercontinent breekt op en hervormt zich door twee afwisselende methoden, zo stellen de onderzoekers.
Een afwisselend patroon?
De twee methoden worden “introversie” en “extroversie” genoemd. Om introversie te begrijpen, stel je een supercontinent voor, omgeven door een enkele superoceaan. Het continent splitst zich in stukken, gescheiden door een nieuwe, interne oceaan. Dan, om wat voor reden dan ook, beginnen subductieprocessen in deze nieuwe, interne oceaan. Op deze vurige plekken duikt de oceaankorst terug in de hete aardmantel. De interne oceaan wordt teruggekauwd in het binnenste van de planeet. De continenten komen weer samen. Voilà – een nieuw supercontinent, omgeven door dezelfde oude superoceaan die er eerder was.
Extroversie, daarentegen, creëert zowel een nieuw continent als een nieuwe superoceaan. In dit geval scheurt een supercontinent uit elkaar, waardoor die interne oceaan ontstaat. Maar deze keer vindt de subductie niet plaats in de interne oceaan, maar in de superoceaan die het scheurende supercontinent omringt. De aarde slokt de superoceaan op en sleept de scheurende continentale korst mee over de aardbol. Het supercontinent keert in wezen binnenstebuiten: Zijn vroegere kustlijnen smelten samen om zijn nieuwe midden te vormen, en zijn verscheurde midden is nu de kust. Intussen is de oceaan die ooit het binnenste van het supercontinent vormde, nu een gloednieuwe superoceaan die het nieuwe supercontinent omringt.
Li en zijn collega’s gebruikten modellen om aan te tonen dat introversie en extroversie elkaar de afgelopen 2 miljard jaar hebben afgewisseld. In dit scenario brak het supercontinent Nuna en vormde vervolgens Rodinia via introversie. De superoceaan van Nuna overleefde zo en werd de superoceaan van Rodinia, die wetenschappers Mirovoi hebben gedoopt. Nuna en Rodinia hadden vergelijkbare configuraties, zei Li, wat het idee versterkt dat Nuna eenvoudigweg uit elkaar brak en daarna weer bij elkaar kwam.
Maar toen begon de oceaankorst van Mirovoi te subducteren. Rodinia trok uit elkaar toen zijn superoceaan verdween. Het sloeg aan de andere kant van de planeet weer in elkaar als Pangea. De nieuwe oceaan die zich vormde als Rodinia scheurde, en werd toen Pangea’s superoceaan, bekend als Panthalassa.
Aarde’s toekomst
Pangea, natuurlijk, scheurde uit elkaar om de continenten te worden die we vandaag kennen. De overblijfselen van Panthalassa overleven als de oceanische korst van de Stille Oceaan.
De geschiedenis van de afgelopen 2 miljard jaar die in het nieuwe onderzoek wordt verondersteld, is plausibel, zei Mark Behn, een geofysicus aan het Boston College en het Woods Hole Oceanographic Institution, die de diepe geschiedenis van de aarde bestudeert, maar niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. Het is echter moeilijk om te weten of de bestudeerde cycli een echt, fundamenteel patroon vertegenwoordigen.
“Je hebt slechts drie iteraties, dus je probeert trends te extrapoleren uit niet erg veel cycli,” zei Behn.
Als het afwisselende patroon standhoudt, zei Li, zal het volgende supercontinent zich vormen door introversie. De interne oceanen die door de breuk van Pangea zijn ontstaan – de Atlantische, de Indische en de Zuidelijke oceaan – zullen zich sluiten. De Stille Oceaan zal zich uitbreiden en de enige superoceaan van het nieuwe continent worden. Wetenschappers noemen dit theoretische toekomstige supercontinent Amasia. (Op dit moment krimpt de Stille Oceaan eigenlijk een beetje door subductie, maar dat patroon kan al dan niet doorgaan over honderden miljoenen jaren.)
De toekomst van het supercontinent Aarde blijft onduidelijk. Modellen die de bewegingen van de continenten op aarde proberen te combineren met de interne dynamiek van de aardmantel zouden kunnen helpen bepalen of de introversie/extroversie assemblagemethoden realistisch zijn, zei Li. De methoden die Li en zijn collega’s gebruikten, waarbij moleculaire variatiepatronen in oude gesteenten werden bestudeerd, zijn waarschijnlijk op de goede weg om deze fundamentele vragen van de platentektoniek aan te pakken, zei Behn.
Ultimately, zei Behn, komt de vraag neer op wat de platentektoniek drijft. Niemand weet wat het begin van subductie op een bepaalde plaats en tijd veroorzaakt, zei hij. Er is zelfs discussie over wanneer de aardplaten begonnen rond te slingeren. Sommige wetenschappers denken dat de plaattektoniek begon kort nadat de aarde gevormd was. Anderen denken dat het 3 miljard, 2 miljard of een miljard jaar geleden begon.
“De gegevens voor deze dingen komen net op leeftijd,” zei Behn, “en we zijn nu pas in staat om de stukjes bij elkaar te beginnen te trekken.”
- Way to Be Weird, Earth: 10 Strange Findings Over Our Planet
- 25 Strangest Sights on Google Earth
- In Photos: Vreemde paarse bol gevonden in Stille Oceaan
Oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.
Recent nieuws