Platetektonikk er kanskje ikke et permanent trekk ved Jorden. Prosessen som danner fjell, gnister jordskjelv og driver planetens kontinent for å oh-så-sakte omorganisere seg, kan ende milliarder av år fremover, antyder nye simuleringer.
Relatert innhold
- Forskere har avbildet basen av en tektonisk plate
- Diamanter holder hemmelig om platetektonikk
"Vi har visst en stund at platetektonikk bare er ett av et spekter av tektoniske tilstander som en planet kan være i, " sier Craig O'Neill, en planetforsker ved Macquarie University i Australia.
Planeter som Mars og Mercury er i det som kalles en stillestående lokketilstand. Det ytterste skallet, kalt litosfæren, av disse planetene er for tykt til at planetens indre kan bryte opp og produsere tektonisk aktivitet. Forskere hadde antatt at etter hvert Jorden ville nå en lignende tilstand, men bevis har manglet, sier O'Neill. "Vi har bare ikke nok planeter til å kunne trekke noen reelle konklusjoner av."
Så O'Neill og hans kolleger tok sikte på å modellere jordens utvikling og se hva fremtiden kan inneholde for planeten vår. Men selv med moderne superdatamaskiner er det ikke nok datakraft til å simulere hele den tredimensjonale jorden over hele historien. I stedet bygde gruppen en forenklet, todimensjonal simulering av Jorden som modellerer planetens utvikling fra dens dannelse for 4, 5 milliarder år siden til mer enn 5 milliarder år frem i tid. Selv da tok et enkelt løp tre uker, bemerker O'Neill.
Den forenklede modellen lot teamet prøve ut forskjellige utgangspunkt for tidlig jordas temperatur, en variabel som foreløpig er ukjent fordi vi ikke har noen bergarter fra de første 500 millioner årene av planetens historie. "En av de store svakhetene i [vår] forståelse av jordens utvikling på dette tidspunktet er at vi ikke vet hvordan det faktisk begynte, " sier O'Neill.
Forskere pleide å anta at prosessen med akkresjon - når små biter av det tidlige solsystemet gled sammen for å danne en planet - var en ganske kul prosess, og at planetene først varmet opp senere etter hvert som radioaktive elementer i det indre forfalt.
"I disse dager tror vi at det ble hentet inn ganske mye energi under akkresjonsprosessen, " sier han. “Dere har mange store kropper som smadrer inn i hverandre. De genererer mye varme gjennom påvirkning. ”Og kortvarige radioaktive elementer, for eksempel aluminium-26 og jern-60, som begge ikke lenger finnes i solsystemet, kan ha oppvarmet tingene ytterligere.
Teamet fant ut at startstatusen for planeten dramatisk kan påvirke livssyklusen. Da planeten i modellen startet kjøligere, utviklet den raskt platetektonikk, og mistet funksjonen etter bare 10 til 15 milliarder år.
Men en varmere jord, som O'Neill mener er mer sannsynlig, resulterer i en planet som er treg med å utvikle platetektonikk. Det starter i en tilstand som ligner Jupiters måne Io, som er dekket av aktive vulkaner, men har ingen tektoniske plater. Modellen viser da en planet der platetektonikken slås av og på i 1 til 3 milliarder år. (Dette er en tidsperiode for planeten vår som den geologiske posten er spottet for, og noen geologer, inkludert O'Neill, har konkludert med at det er en sterk sak for ispedd tektonikk i løpet av denne tiden. ”Det er verdt å merke seg at det ikke er helt enig på, sier han.)
Simuleringene viser en jord som til slutt legger seg i milliarder av år med platetektonikk før den til slutt avkjøles nok til at det skal ende - om ytterligere 5 milliarder år eller så. "På et tidspunkt, " sier O'Neill, "Jorden kommer til å avta, og at litosfæren kommer til å bli tykkere og tykkere til det punktet der den er for sterk og for tykk til at interiøret skal kunne bryte den lenger. ”
Forskerne rapporterer om funnene sine i juniutgaven av Physics of the Earth and Planetetary Interiors .
Rocks "er de beste tingene vi må stole på for å fortelle oss om fortiden, " sier Bradford Foley, en geodynamiker ved Carnegie Institution of Washington. Og uten dem må forskere stole på teoretiske modeller. Men det er mange usikkerheter som blir integrert i dem, bemerker Foley. For eksempel kunne teamet til O'Neill ha fått forskjellige resultater hvis de hadde brukt forskjellige formler som beskriver hvordan bergarter dannes. Ingen av modellene som utvikles i dag for å beskrive utviklingen av planeten, er noen steder i nærheten av den definitive, sier Foley.
Men slike modeller kan bidra til å utforske hva som kan ha skjedd på jorden, så vel som på andre planeter i universet. Platetektonikk er viktig for jordens karbonsyklus og hjelper til med å regulere mengden karbondioksid i atmosfæren. "Denne syklusen hjelper til med å holde Jordens klima stabilisert i et fint temperert område, " konstaterer Foley. Dette er en av grunnene til at forskere en gang antok at en planet uten platetektonikk ikke kunne være vertskap for liv, eller i det minste komplekst liv.
Andre faktorer, for eksempel flytende vann og sammensetningen av en eksoplanetts atmosfære, kan også spille inn i en planets levedyktighet, bemerker O'Neill. Så det kan være mulig å finne liv et sted i universet på en planet som ikke beveger seg og rister som jorden.
