Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nový objev mění naše chápání rané geologické historie Země a zpochybňuje názory na to, jak se formovaly první kontinenty a kdy se spustila desková tektonika. Studie ukazuje, že první zemská kůra, která se vytvořila asi před 4,5 miliardami let, měla pravděpodobně chemické vlastnosti pozoruhodně podobné dnešní kontinentální kůře. To naznačuje, že charakteristické chemické znaky našich kontinentů vznikly už na samém počátku historie Země.
„Vědci se dlouho domnívali, že tektonické desky se nejprve musely pod sebe ponořit a až poté se mohl vytvořit chemický otisk, který vidíme na dnešních kontinentech,“ uvádí hlavní autor studie Simon Turne z australské Macquarie University. „Náš výzkum ale ukazuje, že tento otisk existoval již v nejstarší zemské kůře.“
Geologové se již desítky let snaží zjistit, kdy se poprvé objevila desková tektonika. Chemický podpis hornin vzniklých v subdukčních zónách (kde se jedna deska zasunula pod druhou) je charakteristický nízkým obsahem niobu. Vědci se proto domnívali, že klíčem k určení doby vzniku deskové tektoniky je zjištění doby vzniku nejstarších hornin s nízkým obsahem niobu; ale výsledky jednotlivých studií byly v tomto ohledu pozoruhodně rozporuplné.
Autoři nové studie vytvořili matematické modely simulující podmínky na počátku existence Země, kdy se formovalo zemské jádro a povrch planety pokrýval oceán roztavených hornin. Výpočty ukázaly, že nejstarší zemská kůra („protocrust“), která se vytvořila během éry hadean (před 4,5-4,0 miliardami let) by mohla mít stejné chemické signatury, jaké se nacházejí v dnešních kontinentech, aniž by k jejich vytvoření byla potřeba desková tektonika.
První výsledky modelu ukázaly, že v redukčních podmínkách rané Země se prvek stane siderofilním, neboli je přitahovaným ke kovům, a propadne se globálním magmatickým oceánem do zemského jádra.
Výrazná signatura kontinentální kůry se shodovala s pravděpodobnou signaturou materiálu získaného z pláště po vzniku jádra, ale ještě před velkým bombardováním rané Země meteority – tím se vyřešila záhada, proč se tato chemická signatura objevuje téměř ve všech kontinentálních horninách bez ohledu na jejich stáří.
„Náš výzkum ukazuje, že chemické signatury, které vidíme v kontinentální kůře, vznikly v nejranějším období Země – bez ohledu na to, jak se choval povrch planety,“ uvádí S. Turner. „Tato raná kůra byla přetvořena a obohacena o oxid křemičitý díky kombinaci dopadů meteoritů, odlupování kusů kůry a počátku pohybu desek.“
První kůra se pravděpodobně rozpadla na kusy, které v některých oblastech zesílily a vytvořily základ kontinentů. Jak se tyto kusy pohybovaly do stran, roztavené magma mezi nimi vytvořilo kůru podobnou té, kterou dnes nacházíme na dně oceánů. Silné bombardování meteority v tomto raném období způsobilo rozsáhlé narušení a recyklaci zemské kůry.
Desková tektonika mohla nejprve fungovat jinak než dnes, protože její jednotlivé fáze byly vyvolávány dopady meteoritů. Tak tomu bylo až do doby před 3,8 miliardami let, kdy bombardování meteority podstatně pokleslo s tím, jak chaos rané Sluneční soustavy ustoupil uspořádanějším oběžným drahám. Poté se desková tektonika ustálila do stabilnějšího a dále se rozvíjejícího vzorce.
Simon Turner, Formation and composition of Earth’s Hadean protocrust, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08719-3. www.nature.com/articles/s41586-025-08719-3
Zdroj: Macquarie University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
