TLDR: Analýza izotopů titanu naznačuje, že desková tektonika byla v minulosti omezena jenom na svrchní plášť planety, a klesající kontinenty dřív neklesaly k jádru. Studie hír.

Šetři se, osle

Tekutá voda na povrchu, kyslík v atmosféře, čokoládové cukroví – naše planeta je plná zázraků, které nenajdeme nikde jinde ve Sluneční soustavě! A dost možná ani přehršle často u vzdálených exoplanet! Krom těchto zázraků je tu ale ještě jedna krása, která činí Zemi výjimečnou – ano, řeč je o deskové tektonice! A podle nové šutrologické studie je i tato relativně novým planetárním vynálezem.

Jak jistě víte, pokud jste někdy viděli jakýkoliv přírodopisný dokument, desková tektonika se stará o pohyb a vzájemné působení tektonických desek na zemském povrchu. Rychlostí ospalého hlemýždě na Mirtazapinu se díky ní kontinenty od sebe pomalililinku vzdalují/přibližují (podle toho, kdo kam míří). A tento pohyb je poháněn velmi pomalým plíživým pohybem zemského pláště, kterému se říká konvekce – a který rovněž přenáší teplo z nitra na povrch naší planety.

Deskovou tektoniku nenajdeme například na Marsu, kvůli čemuž zdejší sopky rostly do monumentálních rozměrů. A je možné, že i potenciální vulkanismus na Venuši má dost jiný charakter než ten na Zemi. Desková tektonika tak může být jedním z filtrů toho, proč právě na Zemi nejen vznikl, ale také se udržel a začal prosperovat život! Kde se však vzala? Z příkladu Marsu (a možná i Venuše) víme, že pro deskovou tektoniku nestačí mít jen samotné aktivní jádro planety…

Vědátoři se obecně dnes domnívají, že konvekce v plášti, která začala krátce po vzniku Země před 4,5 miliardami let, probíhá v měřítku celého pláště. Ale kdy vytvořila deskovou tektoniku? Předpokládá se, že na začátku měla Země jen primární kůru, která nebyla rozdeskovaná a netektonikovala. A až v archaiku (prahorách) to pravě vlivem té konvekce začalo praskat a cestovat. Co se s deskami děje, když se srazí – a ta vyšší vytlačí druhou níže?

Jedna z nich se podvolí, propadne se do horkého pláště a skončí na jakémsi hřbitově desek na vrcholu kovového jádra Země. Ale od kdy to platí?

Až do dna

Nová studie Kodaňské univerzity naznačuje, že tento styl deskové tektoniky může být relativně novějším rysem geologické historie Země. Podle jejích autorů byla po většinu modernější historie Země byla konvekce v plášti rozvrstvena do dvou odlišných vrstev, konkrétně do oblastí svrchního a spodního pláště, které byly od sebe izolovány.

K přechodu mezi horním a spodním pláštěm dochází v hloubce asi 660 km pod povrchem Země. V této hloubce dochází k fázovému přechodu některých minerálů. Tým Zhengbina Denga se proto domnívá, že tento fázový přechod může být důvodem, proč oblasti horního a spodního pláště zůstaly z větší části izolované.

To by naznačovalo, že v minulosti byla recyklace a míchání klesajících desek do pláště omezena na horní plášť, kde probíhá silná konvekce. Jinak řečeno, během staršího archaika sice již začínala existovat desková tektonika, ale desky nepronikaly až do spodního pláště. A dnes se desky propadají až do spodního pláště!

Vědátoři k tomu dospěli skrze svou inovovanou techniku velmi přesných měření izotopového složení prvku titanu v různých horninách. Izotopy jsou verze téhož prvku, které mají mírně odlišnou hmotnost. Izotopové složení titanu se mění při tvorbě zemské kůry.

Díky tomu jsou izotopy titanu užitečné pro sledování toho, jak je povrchový materiál, jako je zemská kůra, recyklován v zemském plášti v průběhu geologického času. Pomocí této nové techniky určili složení plášťových hornin, které vznikly již před 3,8 miliardami let, až po moderní lávy.

Vstříc minulosti

Idea, že desková tektonika byla omezená, není úplně nová a byla již v minulosti navržena na základě izotopového složení vzácných plynů zachycených v lávách z moderních hlubinných sopek. Tehdejší závěry byly ale nejednoznačné – oproti tomu nynější měření izotopů titanu dává mnohem jasnější závěr! Co ale s tím?

Pokud byla recyklace a míchání tektonických desek po většinu dějin planety omezena na horní plášť, jak postuluje nová studie, znamená to, že spodní plášť by mohl obsahovat neporušený prapůvodní materiál! Tak hluboko, abychom to ověřili, sice ještě vrtat neumíme, ale naštěstí někdo už vrtal za nás…

Izotopová data by mohla spolehlivě určit, které již existující hlubinné sopky na nás povrchňáře chrlí vzorky z prvotního zemského pláště! A to jejich katalogizace by následně mohla poskytnout průhled do původního složení naší planety – a tak nám říct víc o tom, jaké geolochemické podmínky tu panovaly během vzniku života.

V neposlední řadě práce naznačuje, že ani desková tektonika vlastní Zemi není něco trvalého a neměnného – proč přesně došlo na změnu do její současné podoby, bude proto jistě další vzrušující předmět ke studiu pro budoucí šutrology!

[Ladislav Loukota, RH]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]

Autolink hír.