Naučnici koriste sićušne minerale zvane cirkoni kao geološke merače vremena. Često ne veći od zrna peska, ovi kristali beleže hemijske potpise geološke sredine u kojoj su se formirali. U novoj studiji koju su vodili naučnici sa Univerziteta Teksas u Ostinu, istraživači su ih koristili da opišu šta bi mogao biti zanemaren korak u fundamentalnom tektonskom procesu koji podiže morsko dno u planine.
U studiji objavljenoj u časopisu Geologija, istraživači opisuju cirkone sa planina Anda u Patagoniji. Iako su cirkoni nastali kada su se tektonske ploče sudarale, oni imaju hemijski potpis povezan sa vremenom kada su se ploče razmicale.
Istraživači smatraju da bi se neočekivani potpis mogao objasniti mehanikom tektonskih ploča ispod koje još nisu opisane u drugim modelima. Ovaj nedostajući korak uključuje neku vrstu geološkog stvaranja soka u komori magme gde se cirkoni formiraju pre nego što stignu na površinu, pri čemu okeanska kora ulazi u komoru ispred kontinentalne kore.
„Ako stavite neki okeanski basen ispod ove magme, imaćete promenu u sastavu ove magme kako je ugrađena“, rekao je glavni autor studije Fernando Rej, doktorant na UT Jackson School of Geosciences. „Ovo je nešto što nije dokumentovano pre ove studije.“
Ova teorija mešanja okeanske magme je važna jer bi mogla da predstavlja prelazni korak u formiranju basena zadnjeg luka — važne geološke strukture koja oblikuje pejzaže, geološke zapise i pomaže u regulisanju klime planete.
Ovi baseni se formiraju između okeanskih i kontinentalnih tektonskih ploča, otvaraju se kako se ploče razmiču i zatvaraju dok se ponovo spajaju. Dok otvaranje basena stvara okeansku koru, njegovo zatvaranje istiskuje koru u planine – donoseći geološki zapis istorije Zemlje na površinu gde joj ljudi mogu lakše pristupiti, rekao je koautor Met Malkovski, docent na školi Džekson. Odeljenje za nauke o Zemlji i planeti. Štaviše, trošenje okeanske kore je glavni pokretač prirodnog skladištenja ugljen-dioksida.
„Ovo je način na koji Zemlja izdvaja ugljenik. Veoma efikasan sam po sebi, ali može potrajati stotine hiljada, ako ne i milioni godina“, rekao je Malkovski.
Malkovski je sakupio cirkone ispitane u studiji iz uzoraka stena i sedimenata na terenu u Patagoniji. Uzorci su zabeležili ceo zapis o basenu zadnjeg luka, nazvanom Rocas Verdes Basin, od otvaranja do zatvaranja.
Kada je Rej počeo da analizira hemijske potpise cirkona, u početku ništa nije izgledalo naopako. Cirkoni povezani sa otvorenim bazenom imali su očekivani potpis. Međutim, kada je počeo da ispituje cirkone povezane sa zatvaranjem bazena, potpis nije pretrpeo očekivanu hemijsku promenu – što je naučnicima poznato kao „povlačenje“ zbog načina na koji podaci koji prikazuju odnos izotopa idu od stalnog rasta do pada dole.
Kada se taj povlačni potpis nije pojavio sve do 200 miliona godina kasnije, pojavivši se u cirkonima koji su se formirali pre 30 miliona godina kada je bazen već bio u fazi zatvaranja, Rei i njegovi saradnici su pretpostavili scenario koji bi mogao da pomogne da se objasne podaci.
U svom radu, oni predlažu model gde iste tektonske sile koje potiskuju okeansku koru u planine mogu da potisnu delove te kore i gurnu je prema magmatskoj komori u kojoj se formiraju cirkoni – utičući na hemijske potpise zabeležene u kristalima tokom rane do srednje faze zatvaranja. Kako se kontinenti i dalje stiskaju, okeanska kora je na kraju zamenjena kontinentalnom korom, izvorom padajućeg signala.
Istraživači smatraju da bi ova prelazna faza u kojoj su cirkoni natopljeni okeanskom korom mogla biti deo basena zadnjeg luka širom sveta. Ali postoji dobar razlog zašto to ranije nije primećeno, rekao je Rej. Većina bazena zadnjeg luka zatvara se brže nego u Patagoniji – za nekoliko miliona godina, a ne za desetine miliona godina – što znači kraći vremenski period u kojem se ovi cirkoni mogu formirati.
Sada kada su naučnici otkrili ovaj signal cirkona u Patagoniji, mogu da počnu da traže znake toga u cirkonima sa drugih mesta. Rej trenutno analizira cirkone iz Japanskog mora – modernog zadnjeg bazena koji je u ranoj fazi zatvaranja – da vidi da li postoje znaci okeanske kore koji utiču na potpis cirkona.
Ovo istraživanje dodaje evidenciju otkrića o zadnjim lukovima u UT Austinu, rekao je Malkovski. Profesor Ian Dalziel je 1974. godine autor dobro poznatog rada o prirodi koji je prvi prepoznao Ande Patagonije kao nastanak zbog zatvaranja zadnjeg luka.
„Evo nas 50 godina kasnije i još uvek učimo nove stvari o ovim stenama“, rekao je Malkovski.
