Apakah sedimen membuat lempeng tektonik terus berlangsung?

Deposit batas lempeng bisa bertindak sebagai pelumas untuk pergeseran benua

Sejauh ini, konveksi mantel telah menjadi mesin utama lempeng tektonik. Tetapi sedimen juga bisa menjadi kekuatan pendorong penting pergeseran benua, seperti yang dilaporkan ahli geologi. © Christoph Burgstedt / iStock
membacakan

Pelumas lempeng bumi: Para peneliti bisa mengidentifikasi kekuatan pendorong tektonik lempeng yang sebelumnya terabaikan - erosi. Karena sedimen yang dihasilkannya bertindak sebagai pelumas untuk pergeseran benua, seperti yang disarankan oleh model geofisika. Menurut para ilmuwan dalam jurnal "Nature", lempeng tektonik dipercepat dalam sejarah bumi setiap kali erosi yang kuat menyapu banyak endapan ke batas lempeng.

Bumi adalah satu-satunya planet di tata surya dengan lempeng tektonik aktif. Mengapa hanya pergeseran benua yang dimulai di sini sekitar tiga miliar tahun yang lalu tidak diketahui. Beberapa peneliti menganggap bulu mantel sebagai pemicu, kerusakan lain yang terakumulasi dalam kerak primer. Mesin utama pergerakan lempeng, bagaimanapun, adalah arus konveksi di mantel bumi. Bersama-sama dengan kereta lempeng bumi yang tenggelam di bawah tanah, arus ini membuat arus terus mengalir, menurut pendapat ilmiah yang berlaku.

Di atas segalanya, gletser menyebabkan erosi intensif dari lapisan tanah - di sini goresan gletser di Pegunungan Alpen. renelo / iStock

Apa peran sedimen?

Tetapi mungkin ada mesin lain dari lempeng tektonik dan ini tidak terletak di mantel, tetapi di dekat permukaan bumi. Karena sedimen yang terakumulasi di tepi lempeng dapat memainkan peran penting dalam kecepatan dan stabilitas lempeng tektonik, seperti yang sekarang Stephan Sobolev dari Pusat Penelitian Jerman untuk Geosains (GFZ) dan Michael Brown dari University of Laporan Maryland.

Hipotesis ini dipicu oleh pengamatan pada zona subduksi: semakin banyak sedimen yang mengandung parit dalam sepanjang batas lempeng ini, semakin halus dan semakin cepat pergerakan lempeng tampak. "Kami menyimpulkan bahwa sedimen benua dalam parit subduksi bertindak sebagai pelumas dan bahwa keberadaan sedimen ini bahkan bisa menjadi prasyarat yang diperlukan untuk tektonik lempeng yang stabil, " kata peneliti.

Tiga ketukan lempeng tektonik

Untuk memverifikasi ini, para ilmuwan melemparkan pandangan kembali ke sejarah bumi. Dengan menggunakan data geologis dan model geofisika, mereka merekonstruksi laju lempeng tektonik selama tiga miliar tahun terakhir. Mereka kemudian membandingkan proses ini dengan fase-fase di mana peningkatan erosi semakin banyak menghasilkan sedimen. Jika hipotesis mereka benar, pergeseran benua seharusnya lebih kuat dalam fase seperti itu. pameran

Dan memang, dalam perjalanan sejarah Bumi, ada tiga periode ketika lempeng tektonik sangat cepat dan intens - dan ketiganya telah mengikuti fase erosi ekstrem. "Dalam setiap fase ini, kami menemukan hubungan dengan jumlah relatif sedimen glasial, " kata Brown.

Gambar dan "miliar membosankan"

Plate tektonik mendapat dorongan besar pertama 2, 7 hingga 2, 8 miliar tahun lalu, tak lama setelah dimulai. "Periode pertama ini mengikuti glasiasi yang luas dan munculnya benua pertama dari laut, " Sobolev dan Brown melaporkan. Erosi massa tanah yang masih muda menghasilkan sedimen dalam jumlah besar, yang tersapu ke laut purba dan ke zona subduksi.

Fase kedua terjadi 2, 2 hingga 1, 8 miliar tahun yang lalu - sekali lagi setelah penipisan global dengan erosi yang kuat. "Periode subduksi yang sangat aktif ini memuncak dalam pembentukan Columbia - superkontinen pertama di planet kita, " kata Sobolev dan Brown. Namun setelah itu, selama satu miliar tahun, sesuatu yang oleh kedua peneliti disebut sebagai "Miliaran Membosankan" - miliar yang membosankan. Untuk saat ini, lempeng tektonik di seluruh dunia hampir hening mungkin karena zaman es yang mendorong erosi hilang.

Sekitar 717 juta tahun yang lalu, hampir seluruh bumi tertutup es - seperti bola salju di luar angkasa. © NASA

Dorongan besar ketiga datang setelah "Snowball Earth", zaman es global, yang membekukan seluruh planet sekitar 700 juta tahun yang lalu. Ketika es mencair lagi, erosi membanjiri begitu banyak sedimen ke lautan sehingga seluruh lanskap diratakan. Ini, pada gilirannya, memberikan dorongan lebih lanjut dalam lempeng tektonik, lapor para peneliti.

Pelumas pergeseran benua

Menurut dua ahli geografi, hubungan ini menunjukkan bahwa lempeng tektonik tidak hanya didominasi oleh proses di dalam Bumi, tetapi juga erosi dan pembentukan sedimen. "Hasil kami menunjukkan bahwa lempeng tektonik membutuhkan pelumas ini untuk terus bergerak, " kata Brown. Sedimen mengurangi gesekan pada batas lempeng dan dengan demikian menjaga penyimpangan.

Apakah para peneliti benar dengan hipotesis yang agak revolusioner ini sekarang harus menunjukkan, antara lain, studi geokimia lebih lanjut dan model sistem Bumi. "Ini akan membutuhkan pengembangan model-model baru yang menghubungkan erat proses kedalaman-bumi dan permukaan, " kata Sobolev. (Alam, 2019; doi: 10.1038 / s41586-019-1258-4)

Sumber: Universitas Maryland, Helmholtz Center Potsdam GFZ Pusat Penelitian Jerman untuk Geosains

- Nadja Podbregar