การแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกอาจเริ่มต้นได้อย่างเหมาะสมบนโลกยุคแรกEARLY MANTLE ที่ร้อนแรง การจำลองการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกในวันนี้ (ซ้าย) แสดงให้เห็นแผ่นเปลือกโลก (สีเขียว) ที่พุ่งลงไปในชั้นเปลือกโลกมากกว่า 400 กิโลเมตร เมื่อหลายพันล้านปีก่อน (ขวา) เมื่อเสื้อคลุมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 200 องศาเซลเซียส แผ่นพื้นแทบจะเจาะเข้าไปในส่วนลึกแทบไม่ได้เลยก่อนที่จะแตกออกและก่อตัวขึ้น นักธรณีวิทยาเสนอว่าความแตกต่างนี้นำไปสู่กิจกรรมการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกที่ไม่ต่อเนื่องในช่วงต้นของประวัติศาสตร์โลก
JF MOYEN ET AL/GEOLOGY 2012
ทุกวันนี้ กระบวนการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่เรียกว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก (plate tectonics) กำหนดเกือบทุกอย่างเกี่ยวกับลักษณะที่ปรากฏของดาวเคราะห์ ตั้งแต่ตำแหน่งและความสูงของเทือกเขาที่ทรงพลังที่สุดไปจนถึงความลึกของร่องลึกก้นสมุทรของมหาสมุทร แต่นักธรณีวิทยาได้โต้เถียงกันมานานแล้วว่าแผ่นเปลือกโลกที่บางและแข็งกระด้างก่อตัวขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงน้อยและเริ่มกระแทกซึ่งกันและกัน
ตอนนี้ นักวิจัยสองคนเสนอว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกเริ่มต้นและหยุดนิ่งครั้งแล้วครั้งเล่า เมื่อหลายพันล้านปีก่อนก่อนที่จะวิ่งอย่างต่อเนื่อง งานนี้ซึ่งเผยแพร่ทางออนไลน์วันที่ 26 มีนาคมในGeologyสามารถอธิบายได้ว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกโปรโต-เพลทบนโลกยุคแรกๆ ที่ร้อนจัด ได้พัฒนามาเป็นลักษณะที่นักธรณีวิทยาเห็นในปัจจุบันได้อย่างไร
Jeroen van Hunen นักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Durham ในอังกฤษ ซึ่งทำงานร่วมกับ Jean-François Moyen กล่าวว่า “เท่าที่ฉันทราบ เราเป็นคนกลุ่มแรกๆ ที่คิดสถานการณ์นี้ขึ้นมาเพื่ออธิบายว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกเริ่มต้นอย่างไร แห่งมหาวิทยาลัย Jean Monnet ในเมืองแซงต์เอเตียน ประเทศฝรั่งเศส
คุณลักษณะที่กำหนดของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก
คือการที่แผ่นเปลือกโลกแผ่นหนึ่งดำน้ำอยู่ใต้อีกแผ่นหนึ่งซึ่งบางครั้งเรียกว่าการมุดตัว เมื่อแผ่นดำน้ำลึกพอ ความกดดันและอุณหภูมิที่สูงภายในโลกจะเปลี่ยนทางเคมีของหิน หากหินเหล่านั้นถูกยกขึ้นสู่พื้นผิวในเวลาต่อมา นักธรณีวิทยาสามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและแสดงให้เห็นว่าแผ่นเปลือกโลกได้เกิดขึ้นแล้ว
นักวิทยาศาสตร์หลายคนเห็นลายเซ็นนี้ในหินจาก Archean eon ซึ่งขยายจากประมาณ 3.8 พันล้านถึง 2.5 พันล้านปีก่อน และได้แย้งว่าการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกต้องเกิดขึ้นแล้ว แต่ชั้นเปลือกโลกหรือชั้นใต้เปลือกโลกก็ร้อนขึ้นหลายร้อยองศาเซลเซียสด้วยเนื่องจากความร้อนที่เหลือจากการกำเนิดของดาวเคราะห์ เสื้อคลุมที่ร้อนขึ้นทำให้การมุดตัวยากขึ้น เนื่องจากขอบการดำน้ำของแผ่นเปลือกโลกจะอ่อนตัวและแตกออกก่อนที่แผ่นเปลือกโลกจะลึกเกินไป
ดังนั้น Moyen และ van Hunen จึงตัดสินใจมองหาหลักฐานการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกระยะสั้น โขดหินโบราณบางแห่ง เช่นเดียวกับในออสเตรเลียตะวันตกและในซิมบับเว แสดงให้เห็นโขดหินที่แปรสภาพปะปนมากับหินที่เก่าแก่กว่าเป็นชั้นๆ ก่อตัวขึ้นทุกๆ สองสามล้านปี นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการทำซ้ำเหล่านี้อาจแสดงถึงการเปิดและปิดการเหลื่อมอีกครั้งเมื่อเวลาผ่านไป
ต่อไปพวกเขาจำลองว่าแผ่นเปลือกโลกอาจจมอยู่ใต้อุณหภูมิของเสื้อคลุมต่างๆ ที่อุณหภูมิที่ร้อนกว่าวันนี้ 200 องศา การคำนวณแสดงให้เห็นว่าแผ่นเปลือกโลกจะทำให้แผ่นเปลือกโลกยุบตัวลงเพียงบางส่วนก่อนจะแตกออกและก่อตัวขึ้น
“ทุกครั้งที่แผ่นพื้นแตก คุณจะหยุดกระบวนการทั้งหมดชั่วคราว” Van Hunen กล่าว “มันไม่ง่ายเลยที่จะทำให้ระบบมุดตัวดำเนินไป คุณได้รับสถานการณ์เริ่มต้นและหยุด”
จากนั้นเพลตจะต้องเย็นลงที่พื้นผิวและกลายเป็นความหนาแน่นพอที่จะเริ่มจมลงในเสื้อคลุมอีกครั้งโดยเริ่มกระบวนการใหม่ เฉพาะเมื่อเสื้อคลุมเย็นลงอย่างเพียงพอ – บางทีเมื่อประมาณ 2.7 พันล้านปีก่อน – เท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดการมุดตัวแบบถาวรและทันสมัยได้
แน่นอน “ประวัติการมุดตัวประปรายไม่เหมือนกับการเหลื่อมประปราย” ฮิวจ์ โรลลินสัน นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยดาร์บีในอังกฤษ ผู้ศึกษาหินอาร์เชียนของซิมบับเวกล่าว แต่เขากล่าวว่าแนวคิดพื้นฐาน การแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ คือ “ความคิดที่ดีและเป็นแนวคิดที่ต้องทดสอบ”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
