Free Press

Den urgamla superkontinenten Rodinia vändes ut och in när jorden svalde sitt eget hav för cirka 700 miljoner år sedan, visar ny forskning.

Rodinia var en superkontinent som föregick den mer kända Pangea, som existerade för 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 superoceaner bildas och bryts upp i omväxlande cykler som ibland bevarar havskorpan och ibland återvinner den tillbaka till jordens inre.

”Vi föreslår att jordens mantels struktur bara omorganiseras helt och hållet varannan superkontinent genom att ett nytt superocean och en ny eldring återskapas”, skriver Li i ett mejl till Live Science. ”Eldringen” är en kedja av subduktionszoner runt Stilla havet, där havets skorpa slipar under kontinenterna. Vulkaner och jordbävningar är frekventa runt eldringen, vilket gett den sitt namn…

Djupgående historia

Superkontinenternas historia är lite grumlig, men geovetare är alltmer övertygade om att kontinenterna går samman till en gigantisk landmassa i genomsnitt vart 600:e miljoner år. Först kom Nuna, som existerade för mellan 1,6 och 1,4 miljarder år sedan. Sedan bröts Nuna sönder, för att sedan slås samman till Rodinia för cirka 900 miljoner år sedan. Rodinia splittrades för 700 miljoner år sedan. Sedan bildades Pangea för cirka 320 miljoner år sedan.

Det finns mönster i mantelns cirkulation (skiktet under jordskorpan) som verkar stämma väl överens med den här 600 miljoner år långa cykeln, sade Li. Men vissa mineral- och guldfyndigheter och geokemiska signaturer i gamla bergarter återkommer i en längre cykel – en som ligger närmare en miljard år. I en ny artikel i aprilnumret av tidskriften Precambrian Research och som just publicerats online, hävdar Li och hans kollegor att jorden faktiskt har två samtidiga cykler igång: en 600 miljoner år lång superkontinentcykel och en miljard år lång superoceancykel. Varje superkontinent bryts upp och bildas på två alternerande sätt, antar forskarna.

Ett alternerande mönster?

De två metoderna kallas ”introversion” och ”extroversion”. För att förstå introversion kan man föreställa sig en superkontinent omgiven av ett enda superocean. Kontinenten börjar dela sig i delar som skiljs åt av ett nytt, inre hav. Sedan, av någon anledning, börjar subduktionsprocesser i detta nya, inre hav. Vid dessa eldiga punkter dyker den oceaniska skorpan tillbaka in i jordens heta mantel. Det inre havet tuggas tillbaka in i planetens inre. Kontinenterna samlas igen. Voilà – en ny superkontinent, omgiven av samma gamla superocean som fanns där tidigare.

Extroversion å andra sidan skapar både en ny kontinent och ett nytt superocean. I det här fallet slits en superkontinent isär och skapar det inre havet. Men den här gången sker subduktionen inte i det inre havet utan i det superocean som omger den riftande superkontinenten. Jorden sväljer superoceanet och drar med sig den riftande kontinentalskorpan runt om i världen. Superkontinenten vänds i princip ut och in: Dess tidigare kustlinjer slår ihop och bildar dess nya mitt, och dess sönderslitna mitt är nu kusten. Samtidigt är det tidigare inre havet nu ett helt nytt superocean som omger den nya superkontinenten.

Li och hans kollegor använde modellering för att hävda att introversion och extroversion har alternerat under de senaste 2 miljarder åren. I detta scenario bröts superkontinenten Nuna sönder och bildade sedan Rodinia via introversion. Nunas superocean överlevde alltså och blev Rodinias superocean, som forskarna har döpt till Mirovoi. Nuna och Rodinia hade liknande konfigurationer, sade Li, vilket stärker uppfattningen att Nuna helt enkelt bröts sönder och sedan återförenades igen.

Men sedan började den oceaniska skorpan i Mirovoi att subduceras. Rodinia drogs isär när dess superocean försvann. Den slog ihop igen på andra sidan planeten som Pangea. Det nya havet som bildades som Rodinia slet sig och blev sedan Pangeas superocean, känt som Panthalassa.

Jordens framtid

Pangea slets naturligtvis isär för att bli de kontinenter som vi känner till idag. Panthalassas rester överlever som den oceaniska jordskorpan i Stilla havet.

De senaste 2 miljarder årens historia som den nya forskningen föreslår är rimlig, säger Mark Behn, geofysiker vid Boston College och Woods Hole Oceanographic Institution, som studerar jordens djupa historia men som inte var inblandad i den nya forskningen. Det är dock svårt att veta om de studerade cyklerna representerar ett sant, grundläggande mönster.

”Du har bara tre iterationer, så du försöker extrapolera trender ur inte särskilt många cykler”, sade Behn.

Om det alternerande mönstret håller i sig, sade Li, kommer nästa superkontinent att bildas genom introversion. De inre oceaner som skapades genom Pangeas sprickbildning – Atlanten, Indiska oceanen och Södra oceanen – kommer att stängas. Stilla havet kommer att expandera och bli den nya kontinentens enda superocean. Forskarna kallar denna teoretiska framtida superkontinent för Amasia. (För närvarande krymper Stilla havet faktiskt något genom subduktion, men det mönstret kan fortsätta eller inte under hundratals miljoner år.)

Jordets framtid som superkontinent är fortfarande oklar. Modeller som försöker kombinera jordens kontinenters rörelser med mantelns inre dynamik skulle kunna hjälpa till att avgöra om introversion/extroversion-sammansättningsmetoderna är realistiska, sade Li. De metoder som Li och hans kollegor använde, där man studerade molekylära variationsmönster i gamla bergarter, är förmodligen på rätt spår för att ta itu med dessa grundläggande frågor om plattektonik, sade Behn.

I slutändan, sade Behn, handlar frågan om vad som driver plattektoniken. Ingen vet vad som utlöser starten på subduktionen på en viss plats och vid en viss tidpunkt, sade han. Det råder till och med debatt om när jordens plattor började svaja runt. Vissa forskare tror att plattektoniken började strax efter att jorden bildades. Andra tror att den började för 3 miljarder, 2 miljarder eller en miljard år sedan.

”Datamaterialet för dessa saker har just börjat växa fram”, sade Behn, ”och det är först nu som vi kan börja sätta ihop bitarna.”

• Varje gång är det konstigt, jorden: 10 märkliga upptäckter om vår planet
• 25 märkligaste sevärdheter på Google Earth
• I bilder:

Originally published on Live Science.