Các nhà địa chất học đã phát hiện ra một liên kết còn thiếu trong câu chuyện bí ẩn về cách các lục địa phát triển – một câu chuyện nguồn gốc sửa đổi không yêu cầu bắt đầu kiến tạo mảng hoặc bất kỳ yếu tố bên ngoài nào để giải thích sự hình thành của chúng. Thay vào đó, những phát hiện được công bố tuần trước trên tạp chí Nature Communications, chỉ dựa vào các lực địa chất bên trong xảy ra trong các cao nguyên đại dương được hình thành trong vài trăm triệu năm đầu tiên của lịch sử Trái đất.

Một trở ngại lớn trong việc tìm hiểu cách các lục địa hình thành trong thời kỳ Archean Eon (bốn đến 2,5 tỷ năm trước) là xác định các khối xây dựng của lớp vỏ sơ khai của Trái đất.

Phần lớn lớp vỏ Archean “mới” được hình thành trong thời kỳ này bao gồm một liên kết rất khác biệt của ba loại đá granitoid – tonalite, trondhjemite và granodiorite (TTG).

Hiểu được những gì đã tạo ra TTG và magma mà chúng hình thành từ rất khó khăn, bởi vì rất nhiều quá trình địa chất xảy ra giữa sự tan chảy ban đầu và kết tinh cuối cùng của chúng.

Các nhà nghiên cứu trước đó tập trung vào thành phần nguyên tố vi lượng của những loại đá này, hy vọng tìm ra manh mối về magma TTG và nguồn gốc của chúng.

“Chúng tôi đã theo dõi một tập hợp các nguyên tố vi lượng cụ thể không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi và bảo tồn nguyên sơ các dấu hiệu từ magma ban đầu tạo ra lớp vỏ TTG mới”, Tiến sĩ Matthijs Smit, phó giáo sư và Chủ tịch nghiên cứu Canada tại Khoa Khoa học Trái đất, Đại dương và Khí quyển của Đại học British Columbia (UBC) cho biết.

“Những nguyên tố này cho phép chúng tôi nhìn lại những thay đổi hóa học mà magma TTG trải qua và theo dõi các thành phần tan chảy trở lại trạng thái và nguồn ban đầu của chúng – rất có thể là một loại gabbro.”

“Theo một cách nào đó, nhiều người đang chuẩn bị bữa tối của họ trên loại đá chịu trách nhiệm tạo ra các lục địa hiện đại của chúng ta.”

Lớp vỏ TTG Archean vẫn là một phần của các lục địa ngày nay.

Ví dụ, ở Bắc Mỹ, chúng chiếm phần lớn Nội địa Canada giữa vành đai núi Cordillera ở phía tây và vành đai núi Grenville và Appalachian ở phía đông.

Phần lớn Ontario, Quebec, Manitoba, Saskatchewan, Lãnh thổ Tây Bắc và Nunavut được tạo thành từ các mảnh vỏ Archean bị chi phối bởi TTG và các đối tác đá granit trẻ hơn và tiến hóa hơn một chút.

“Tất cả những tảng đá này – và đặc biệt là sự kết hợp của chúng – có thể được giải thích bằng mô hình chúng tôi trình bày”, Tiến sĩ Smit nói.

“Mô hình của chúng tôi là một mô hình đơn giản trong đó TTG, cũng như các loại đá trẻ hơn mà TTG thường liên quan, là kết quả của việc chôn vùi chậm, dày lên và tan chảy của lớp vỏ tiền thân có khả năng giống như cao nguyên đại dương. Lớp vỏ lục địa đã được định sẵn để phát triển theo cách nó đã làm, bởi vì nó tiếp tục bị chôn vùi hơn nữa và những tảng đá ở đáy của nó không có lựa chọn nào khác ngoài việc tan chảy. Khi làm như vậy, họ đã tạo ra các TTG đã chứng minh một công thức chiến thắng cho sự tồn tại và tăng trưởng của lục địa.”

Khám phá của các nhà nghiên cứu UBC về một cơ chế “nội vảy” độc lập để tạo ra TTG đã xua tan lý thuyết lâu đời rằng TTG Archean được hình thành trong các đới hút chìm đầu tiên của Trái đất và đánh dấu sự khởi đầu của kiến tạo mảng.

“Luôn luôn có một câu hỏi ‘con gà và quả trứng’ trong đó xuất hiện trước – sự khởi đầu của kiến tạo mảng hoặc magmatism TTG để tạo ra lớp vỏ lục địa mới”, Tiến sĩ Smit nói.

Nghiên cứu của Tiến sĩ Smit và nhóm nghiên cứu có trụ sở tại UBC của ông đã sử dụng dữ liệu từ tất cả các mẫu TTG từng được phân tích – các mẫu từ các mảnh nền cổ Archean được phơi bày trên toàn thế giới được các nhà nghiên cứu xem xét kỹ lưỡng trong 30 năm qua. Điều này cho phép Tiến sĩ Smit và nhóm của ông lọc ra các dị thường địa phương và các vấn đề phân tích, và nắm bắt các xu hướng thực tế trong thành phần mà các tảng đá bắt được. Nghiên cứu đã sử dụng một khối lượng dữ liệu khổng lồ, hiện có sẵn trong kho dữ liệu địa hóa học Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents mã nguồn mở do Georg-August-Universität, Göttingen lưu trữ.

Tham khảo:
Matthijs A. Smit, Kira A. Musiyachenko, Jeroen Goumans. Lớp vỏ lục địa Archaean được hình thành từ tích lũy mafic. Truyền thông thiên nhiên, năm 2024; 15 (1) doi: 10.1038/s41467-024-44849-4

Lưu ý: Bài viết trên được in lại từ các tài liệu do Đại học British Columbia cung cấp.

Theo: Researchers uncover source rocks of the first real continents | Geology Page