Bergen stopten mogelijk om raadselachtige redenen een miljard jaar met groeien

21-02-2021 08:00

Categorie: Wetenschap

Bergen stopten mogelijk om raadselachtige redenen een miljard jaar met groeien

Foto: Chantal Schoumacher, Redactie: Marika Delaux

 

Zo'n 1,8 miljard jaar geleden werd de aardkorst dunner, waardoor er minder voedingsstoffen in zee belandden en de ontwikkeling van het leven mogelijk vertraagde.

 

De Appalachen in het zuidoosten van de Verenigde Staten worden langzaam kleiner, doordat ze eroderen door regen en wind en ze niet langer worden opgestuwd door de platentektoniek.


Als het mogelijk was om het aardoppervlak van een biljoen jaar geleden te bekijken, zou het meest interessante waarschijnlijk zijn hoe oninteressant de wereld toen was. De rusteloze tektonische platen van de moderne aarde verschuiven continu. Maar uit aanwijzingen die zijn vastgelegd in piepkleine zirkoonkristallen die diep in de aarde werden gevormd, blijkt dat de platentektoniek niet altijd op dezelfde manier werkte als tegenwoordig. Het lijkt of in de miljard jaar die verstreken tussen 1,8 en 0,8 miljard jaar geleden (een tijdperk dat in het Engels ook wel de ‘boring billion’ wordt genoemd) de aardschollen juist steeds dunner werden.

Maar op zijn dunst was het aardoppervlak ongeveer een derde platter dan tegenwoordig. Volgens de onderzoekers zou dat deels kunnen zijn gekomen doordat de platentektoniek vertraagde. Doordat de bergen niks voorstelden, verliep de erosie van het gesteente op aarde langzamer. ‘In die tijd heerste er een hongersnood in de oceanen,’ vertelt geochemicus Ming Tang van de Chinese Peking University, de eerste auteur van het artikel.

Niet lang nadat de aardschollen weer dikker werden, zorgde een toevloed aan voedingsstoffen voor de evolutie van steeds grotere en complexere levensvormen. Maar in principe kan het onderzoek een ‘springplank’ vormen voor meer kennis over de manier waarop onze huidige wereld tot stand kwam, voegt hij daaraan toe.

De stenen lezen
Deze piepkleine tijdscapsules ontstaan wanneer magma in de aarde afkoelt en zo chemisch bewijsmateriaal vormt over de omstandigheden die in het verleden heersten op aarde (en het is zo goed als onuitwisbaar). Onderzoekers hebben zirkonen gevonden die vlak na de geboorte van de aarde werden gevormd, bijna 4,4 miljard jaar geleden. Maar het is nog best lastig om op die manier terug in de tijd te kijken, omdat er maar weinig stenen zijn die heel zijn gebleven sinds de prille jeugd van de aarde, waardoor de geologische geschiedenis de nodige gaten vertoont. ‘Er wordt wel gezegd dat het zoiets is als proberen een roman te lezen terwijl drie kwart van de pagina's ontbreekt,’ zegt geoloog Peter Cawood van de Australische Monash University, die niet bij het onderzoek was betrokken.

Maar door de eeuwigheidswaarde van zirkoon kunnen wetenschappers daarmee een veel completer beeld krijgen van de geschiedenis van onze planeet. Tang en zijn team publiceerden hun nieuwe model afgelopen jaar in het vakblad Geology en gingen vervolgens aan de slag met deze nieuwe methode. ‘Dat hadden we niet verwacht,’ zegt Tang over het patroon.

Plakkerige aardschollentaart
Hoewel het niet duidelijk is hoe het proces van afplatting van de aardkorst precies in zijn werk ging, stellen Tang en zijn collega's dat de verandering deels komt door een vertraging in de platentektoniek. Bergtoppen zouden langzaam maar zeker afvlakken door erosie van wind en water als ze niet continu omhoog zouden worden gestuwd. De formatie van het supercontinent dat Columbia of ook wel Nuna wordt genoemd, begon zo'n 2,1 miljard jaar geleden. Vervolgens vormde zich, na een kleine herschikking, zo'n 1,2 miljard jaar geleden het supercontinent Rodinië, dat ongeveer een half miljard jaar bestond.

Gedurende ruim een miljard jaar vormde de landmassa een zo goed als ononderbroken deken over een groot deel van de aarde. Maar volgens geochemicus Spencer van de Queen's University komt een vertraging van de tektoniek niet overeen met de geologische gegevens. Wanneer je een lijn trekt tussen Zuid-Californië en de Canadese regio Labrador, ontstond alles ten zuidoosten van die lijn tussen 1,8 en 1 miljard jaar geleden, aldus Spencer. Dat had volgens hem niet gekund zonder tektonische activiteit.

Zolang de structuur koel blijft, behoudt hij zijn vorm. Mogelijk is de afplattende korst niet zozeer het gevolg van een vertraging van de tektonische bewegingen waardoor bergen ontstaan, maar eerder een van een verandering van de manier waarop deze processen in hun werk gingen. De combinatie van een overvloed aan warmte en een dunne aardkorst kan een verklaring zijn voor de bijzondere gesteenten die ontstonden tijdens de botsingen waaruit Rodinië voortkwam, stelt Andrew Smye die als geoloog werkzaam is aan de Amerikaanse Pennsylvania State University en geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. Deze gesteenten lijken te zijn gevormd bij een hogere temperatuur dan je op grond van hun diepte zou verwachten (maar een hete, dunne aardkorst zou dat kunnen verklaren.)

‘Ik denk niet dat het boring oftewel saai was. Het was toen niet stil of levenloos,’ aldus Cawood, die voorstelt de term ‘Middle Age’ te gebruiken. Maar, stelt hij ook, de naam doet er niet zoveel toe.