Uuring: Maa "neelas" ookeanivett mälestuseta juba 3,1 miljardit aastat tagasi

Rahvusvaheline geoloogide rühm avastas, et noore Maa maakoor suutis vett pinnalt sügavustesse transportida juba 3,1 miljardit aastat tagasi, kaua enne plaatide tektoonika kujunemist. Austraalia Adelaidi Ülikooli teadlaste uurimus põhines Pilbara piirkonna vulkaaniliste kivimite analüüsil ning avaldati ajakirjas Nature Communications.

Lääne-Austraalia Pilbara piirkonnast leitud 3,1 miljardit aastat vanad kivimid on toonud teadlastele üllatava avastuse: noor Maa suutis ookeanivett oma sügavustesse suruda juba ammu enne, kui plaatide tektoonika üldse eksisteeris.

Veeringlus enne plaatide tektoonikakuta

Tänapäeval toimub ookeani vee sissepumpamine Maa sisikonda subduktsiooni kaudu, üks maakooretükk vajub teise alla, kujundades mandrid ja vulkaanilised saarekaared nagu Kuriilid ja Jaapan. Kas midagi sarnast toimus noorel Maal 4-2,5 miljardit aastat tagasi, on teadlased vaielnud aastakümneid. Vastuse leidmine on keeruline: üle 2,8 miljardit aastat vanused kivimid moodustavad tänapäeva mandritest vaid umbes seitse protsenti ning enamik neist on aja jooksul tugevalt muutunud.

Pilbara kivimid on harukordne erand, miljardite aastate jooksul peaaegu muutumatult säilinud. Adelaidi Ülikooli teadlase Eric Vandenburgi juhitud rahvusvaheline meeskond analüüsis kümnekilomeetrist tahkunud laavakihti, mis settis 30 miljoni aasta jooksul. Sealt leidsid teadlased kolm eri tüüpi maame, mida kohtab tänapäeval just subduktsioonipiirkondades.

Boninitid annavad võtmetõenduse

Eriti silmapaistev leid olid Maa ajaloo vanemaimad massilised boninitid, erilised laavakihid, mis tekivad siis, kui vesi läbistab kuumutatud mantlikivimeid ja sunnib neid sulama. Arvutused näitasid, et selliste kivimite tekkeks pidi Pilbara all asuvas mantlis sisalduma 0,7-2 protsenti vett massi järgi. See on kümneid kordi rohkem kui tavalises sügavuses ning vastab ligikaudu tänapäevaste aktiivsete vulkaaniliste kaarte all leiduva mõõdule.

Kuidas see võimalik oli, kui plaatide tektoonika polnud veel käivitunud? Noore Maa koor oli liiga pehme ja kuum, et vajuda jäiga plaadina sügavustesse. Teadlased selgitavad leidu nn drip-subduktsiooni ehk "tilksubduktsiooni" mõistega. Veega küllastunud maakooretükid ei libisesid alla ühtse plaadina, vaid tilgusid viskoosse massina mantlisse, katkedes sageli. Need episoodid olid lühikesed ja lokaalsed, kuid keemiliste jälgede poolest vaevalt eristatavad päris subduktsiooni omadest.

Miks säilis Pilbara, kui muu koor kadus?

Autorite hinnangul võis tilksubduktsioon mängida noorel Maal olulist rolli vee ringluses ookeani, atmosfääri ja kivimisügavuste vahel. Pilbara-taolised killud säilisid, kuna nad jäid kitsalt mandrite vanade tuumikute vahele kiiludes, õhuke ja ümbertöödeldud koor hävitati hiljem päris subduktsiooni käigus hõlpsalt.

Uuring on avaldatud ajakirjas Nature Communications.