Egy új tanulmány megkérdőjelezi a korai lemeztektonikát

Az 1960-as évektől általánosan elfogadottá vált lemeztektonikai elméletet árnyalja egy új felfedezés, amit a nagy presztízsű Nature tudományos szaklapban publikáltak április elején. A Föld arculatának folyamatos változásáért, a kontinensek és óceánok keletkezéséért, illetve megsemmisüléséért felelős lemeztektonikai folyamatokról mindeddig úgy vélték, hogy ezek egyidősek a szilárd földkéreg kialakulásával, de az új kutatás mindezt megkérdőjelezi.

A Nature tudományos folyóiratban közzétett tanulmány megkérdőjelezi a lemeztektonika létét a Föld korai korszakában Fotó: New Scientist

Egy frissen publikált kutatás szerint nincs szükség lemeztektonikára ahhoz, hogy modernnek tűnő kontinentális kérget kapjunk. A földkéreg manapság meglepően hasonló összetételű ahhoz, mint amilyen a Föld legelső külső héja, vagyis a protokéreg volt- állapította meg egy új kutatás. Ez a korai sziklás héj olyan kémiai markereket tartalmaz, amelyekről korábban azt hitték, hogy csak azokban a kontinentális kérgekben fordulnak elő, amelyek szubdukciós folyamat során keletkeztek, amikor is a lemeztektonika következtében az egyik tektonikus lemez a másik alá gyűrődik. A Nature tudományos szakfolyóiratban április 2-án megjelent friss tanulmány szerint azonban a lemeztektonikára valójában nincs is szükség e kémiai jellemzők keletkezéséhez.

Egy új kutatás megkérdőjelezi, hogy a Föld kezedeti korszakában lett volna lemeztektonika   Fotó: The Hadean Eon

Lemeztektonika: senki sem tudja, hogy mikor és milyen okból jöttek létre a nagy kőzetlemezek

Ezek az új eredmények alapvető fontosságúak annak megértéséhez, hogy mikor kezdődött el a bolygónk lemeztektonikája. Senki sem tudja pontosan, hogy mikor és miért töredezett szét a Föld kérge azokra a nagy tektonikus lemezekre, amelyek folyamatos mozgásuk során egymásnak ütközve hegyláncokat és vulkánokat keletkeztetnek, illetve földrengéseket váltanak ki.

A lemeztektonika előfutárának tekinthető kontinensvándorlási elméletet Alfred Wegener német sarkkutató, meteorológus és földtudós dolgozta ki még 1912-ben       Fotó: Wikimedia Commons

A lemeztektonika az a földtani elmélet, ami a földkérget alkotó litoszféralemezek nagy léptékű mozgását magyarázza. Magába olvasztotta Alfred Wegener 1912-ben publikált kontinensvándorlási, illetve az 1960-as években felfedezett tengeraljzat tágulására vonatkozó geológiai hipotéziseket. A töredezett litoszféra hét nagy, és számos kisebb, folyamatos mozgásban álló lemezből áll.

"Ez valószínűleg hibás érv" - mondta a Live Science tudományos hírportálnak Craig O'Neill, a tanulmány vezető szerzője és az ausztrál Queenslandi Műszaki Egyetem geofizikusa. A vita tárgyát képező kémiai markerek olyan nyomelemek, mint a titán és a nióbium, amelyek a kőzetek kristályszerkezetében egyesülnek, miközben a forró magma megszilárdul. 

A földi litoszféra nagy tektonikus lemezei napjainkban      Fotó: Wikimedia Commons

Ezeknek az elemeknek a viselkedése azonban nagymértékben függ a környezetük körülményeitől. O'Neill és kollégái rájöttek, hogy az olvadt, korai Föld kémiája egészen más lehetett, mint a mai.

A bizonyítékok egy, a maitól teljesen eltérő ősi kéreg létére utalnak

Ahogy a hadaikum eón kezdetén a Föld olvadt felszíne megszilárdult, a magma vasban gazdag részei lesüllyedtek és összekoncentrálódva bolygónk mai fémes magjává váltak. Mindez azt is jelenti, hogy a földköpeny vastartalma idővel jelentősen lecsökkent.

A hadaikum a földtörténet sorrendben legelső eónja, amely 4,6 milliárd éve kezdődött, és megközelítőleg 3,8 milliárd éve ért véget. Ez a geológiai intervallum magában foglalja a földkéreg kialakulását, az első ősóceánok és a legelső primitív létformák megjelenését, ami miatt ez az eón a földtörténet egyik legváltozatosabb korszakának tekinthető.

Mint ilyen, a köpenyből származó magma, amely manapság a szubdukciós zónákban, például a csendes-óceáni tűzgyűrűben képződik, a friss kutatás szerint nem olyan, mint amilyen a korai Föld magmája lehetett. A kutatók modellezték e nyomelemek viselkedését a Föld első néhány százmillió évének körülményei között, amikor a kéreg, a mag és a köpeny még kevésbé differenciálódott, a kialakuló földköpeny pedig még gazdag volt vasban. 

Prekambriumi tájkép. A Föld első eónjában, a hadaikumban alakult ki a szilárd kéreg és az első ősóceánok is       Fotó: Allies Interactive Services Pvt. Ltd.

O'Neill elmagyarázta, hogy az általuk talált minta „figyelemre méltóan hasonlít a szubdukciós zóna markereire”, ami azt jelenti, hogy ezek a kémiai jelek nem használhatók fel bizonyítékként arra, hogy már a korai Földön is zajlott volna a szubdukció. Sokkal valószínűbb, hogy ezek a bizonyítékok még abból az átmeneti időből származnak amikor a Föld olvadt és forró cseppfolyós kőzetekből álló felszíne szilárd kéreggé változott. "Az a néhány bizonyíték, amellyel a korai lemeztektonika mellett érveltek, valószínűleg egyáltalán nem támasztják alá ezt, hanem egy, a maitól teljesen eltérő ősi kérg létére utalnak" - mondta a tanulmány vezető szerzője.

Nem működött lemeztektonika a Föld korai történetében

Mindez azt jelenti a tanulmányt jegyző kutatók véleménye szerint, hogy a Föld korai korszakában még nem létezhetett a lemeztektonika. A hadaikumban ugyanis rengeteg kozmikus törmelék, kisebb-nagyobb aszteroida csapódott a fiatal Föld felszínébe, és ezek között szép számmal akadtak olyan nagy tömegű égitestek, amik könnyedén feltörték az ősi protokérget, előidézve így a vasban gazdag olvadékok mélybe süllyedését. 

Felszínre ömlött kihűlő kőzetolvadék    Fotó: Wikimedia Commons/Hugo, Paris

A Földön valószínűleg ennél csak jóval később, nagyjából 3,2 és 2,7 milliárd évvel ezelőtt vált általánossá a lemeztektonika. O'Neill érvelése szerint sokkal több bizonyíték szól amellett, hogy ezt megelőzően a megszilárduló kéreg mozgását még nem a lemeztektonikai folyamatok irányították. "Innentől kezdve az lesz az érdekes, hogy vajon milyen kölcsönhatás lehetett e két egymást váltó, de egymástól alapvetően eltérő folyamat között - hangsúlyozza Craig O'Neill, és az ausztrál Queenslandi Műszaki Egyetem geofizikusa, a tanulmányt jegyző vezető szerző.

A Nature szakfolyóiratban 2025. április 2-án publikált tanulmány szerint:

• a Föld korai korszakában, a hadaikumban még nem létezett a lemeztektonika,
• a korai lemeztektonikára vonatkozó eddigi bizonyítékokat tévesen értelmezték,
• mert ezek nem a lemeztektonikai folyamatok, hanem egy, a maitól merőben eltérő ősi kéreg bizonyítékai.