Et internasjonalt forskningsteam har for første gang påvist at lava fra oseaniske vulkaner inneholder rester av urgammel jordskorpe.
Bildene er tatt gjennom et mikroskop og viser små biter av jernsulfid inne i en vulkansk bergart fra øya Mangaia. Foto: Cabral et al, 2013
– Denne studien er endelig en bekreftelse på hva vi så å si har visst i mange år, nemlig at det foregår resirkulering i mantelen og at mye av det resirkulerte materialet er gammelt, forteller Reidar Trønnes, professor ved Naturhistorisk museum og lagleder ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED).
Det har lenge vært antatt at biter av jordskorpen som skyves ned i mantelen ved subduksjonssoner kan bli fraktet opp igjen til overflaten i oppdrift-søyler som smelter øverst i mantelen og gir lavautbrudd på overflaten.
Reidar Trønnes er professor ved Naturhistorisk museum og lagleder ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED). Foto: Privat
En artikkel som nylig ble publisert i tidsskriftet Nature viser for første gang at havbunnsskorpe eldre enn 2,4 milliarder år blir resirkulert på denne måten.
Det internasjonale forskningsteamet har undersøkt vulkanske bergarter på øyen Mangaia, som er en del av Cookøyene i Polynesia i Stillehavet.
Innkapslet i de vulkanske bergartene, som ble avsatt som lava, fant forskerne jernsulfider med en kjemisk sammensetning som tydet på at de opprinnelig hadde vært en del av jordskorpen. Videre analyser av svovelisotopet 33S tydet på at jernsulfidene hadde blitt utsatt for UV-stråling (fra solen).
Eksponering mot UV-stråling fortalte forskerne to ting. For det første er det en sterk indikasjon på at sulfidene en gang har ligget på jordoverflaten, utsatt for sollys. For det andre ga det forskerne en minimumsalder på det som en gang var jordskorpe.
Oksygenet, nærmere bestemt ozonet, vi har i atmosfæren i dag fungerer som et skjold mot UV-strålene som kommer fra solen. Slik vil kun en brøkdel av innstrålingen nå jordoverflaten. Men isotopene fortalte forskerne at restene av jordskorpen de hadde samlet i felt, var eksponert mot mye høyere UV-stråling enn den vi har i dag.
Dermed må jernsulfidene ha vært en del av en jordskorpe som er eldre enn oksygenet i atmosfæren, som først ble produsert for ca. 2,4 – 2,5 milliarder år siden under det som er kjent som «The Great Oxidation Event».
LES OGSÅ: Mikrobielt liv bak eldgammelt oksygen
Jernsulfidene er derfor en del av skorperester som ble subdusert ned i mantelen for mer enn 2,5 milliarder år siden. Denne forskningen er den første som gir et aldersestimat på gjenvunnet materiale fra oseaniske vulkaner.
Lenge kjent, men aldri bevist
Trønnes påpeker at geokjemikere lenge har hatt indirekte bekreftelser på prosessen.
– For eksempel kan vi ut i fra blyisotoper se at mye av blyet i Jorda har en kompleks historie og gjerne har gjennomgått flere resirkuleringer. Blyisotopet 207Pb kan indikere høy alder på en bergart. Isotopet er et nedbrytingsprodukt av uranisotopet 235U, som det fantes mye mer av i Jordens unge liv, forklarer Trønnes.
Trønnes påpeker at området rundt Mangaiaøya er kjent for å ha svært høye konsentrasjoner av radiogent bly, både 207Pb og 206Pb. Dette kan indikere at restene av jordskorpen som har kommet opp med lavaen er blant de eldste på Jorden.
– Men vi har fortsatt ingen verktøy for presis datering av slike skorperester. Derfor har forskerne bak Natureartikkelen kun klart å gi en minimumsalder, avslutter Reidar Trønnes.
Mangaiaøya er en del av Cookøyene og ligger i Stillehavet sør for Hawaii og øst for Australia. Illustrasjon: Google Earth
