Maa mandrid võisid sündida suurte mäeahelike all nagu Andid.
Uued uuringud, mis ühendavad salapärase puuduva mikroelemendi, iidse vulkaani poolt üles mässitud 66 miljoni aasta vanuse kivimi, ja kõigi teadlaste poolt möödunud sajandil analüüsitud kivikeemia andmebaas selgitavad, miks Maal on mandreid. Avaldatud 16. jaanuaril ajakirjas Nature Communications, näitab uuring, et kus sünnivad mäed, on ka mandreid.
"See on nagu pusle," ütles uuringujuht Ming Tang, Houstoni Rice'i ülikooli geoloogiadoktorant. "Selles mandri-mõistatuses on puudu osa ja tundub, et leidsime vastuse."
Puuduv tükk
Puuduv tükk on haruldaste muldmetallide nimeline nioobium. Maa keskmises kihis, mida nimetatakse vahevööks, samuti ookeanilises maakoores (planeedi väliskihi see osa, mida katavad mered) esinevad nioobium ja veel üks haruldaste muldmetallide element, tantaal, tavaliselt ühesuguses suhtes. Mandriline koorik on imelik, rääkis Tang Live Science'ile. Mandrite moodustavat koorikut on nioobiumis suhteliselt vähe.
Mandri maakoores puuduva nioobiumi juhtum on geoteadlasi ahvatlenud aastakümneid. Tang käis seda jahti tegemas kivide geokeemia andmebaasis, mida haldas Saksamaa Max Plancki Instituut. Ta otsis subduktsioonivööndeid, kus koorik jahvatub vahevööks ja magmaks. Sellel magmal on jahutamisel potentsiaal luua mandreid. Niobium ei puudunud paljudes nendes subduktsioonitsoonides, leidis Tang. Kuid see puudus veidralt sellistes mägede ehitamise piirkondades nagu Andid.
Andid on massiivne mägede ehitamise piirkond, mille toiteallikaks on läheduses asuv subkutatsioonitsooni tektoonika. Kuna Lõuna-Ameerika ranniku lähedal ookeaniline koorik mandrilise maakoore all krõbiseb, tõusevad rahutud Andid ja magma voolab mõne maakera kõrgeima kõrgusega vulkaanist, teatas Tang.
Andide-sarnaseid piirkondi, mis moodustavad subduktsioonitsooni, nimetatakse kontinentaalseteks kaarideks ja nad on erilised, kuna sealne koorik on umbes kaks korda paksem kui tavaline mandri koorik, ütles Tang. Kahjuks on selle kooriku põhjas olevate kivimite keemia mõistatus. Ligikaudu 50 miili (80 kilomeetrit) pinnast madalamal on need kivimid ligipääsmatud.
Sisestage ksenoliit
Õnneks olid USA lääneosa Sierra Nevada mäed aktiivne mägede ehitamise piirkond, nagu tänapäeval Andid. Tang ja Rice'i ülikooli petroloog Cin-Ty Lee ning nende kolleegid analüüsisid kivimi proovi, mis moodustas umbes 66 miljonit aastat tagasi ja mis suruti pinnale umbes 25 miljonit aastat tagasi vulkaanipurske tagajärjel. See kivim, mida nimetatakse ksenoliitiks, moodustus algselt Sierra Nevada põhjas, kui nad olid aktiivne mandrikaar - teadlased leidsid kivimi Arizonas.
Kivim "võib olla väga kena, suurepärane analoog Andide all asuvale sügavale koorikule," sõnas Tang.
Analüüs näitas, et mandri kaare ksenoliidil oli ekstra nioobiumi. Tang ja tema kolleegid olid leidnud mandrilt puuduva haruldaste muldmetallide elemendi: Kadunud nioobium on mandrikaare põhjas kinni.
Nioobium jääb nii sügavale lõksu, sest ainulaadsete tingimuste tõttu asuvad need maakoore ülipaksud lõigud. Mandrikaare all on vahevöö paksu kooriku tõttu kõrge rõhu all, ütles Tang. Kõrge rõhu all kristallub titaanmineraal, mida nimetatakse rutiiliks, magmast. Rutiil püüab lõksu suures koguses nioobiumi ja mitte palju tantaali. See on ka väga tihe, nii et see jääb sügavale koorikusse, kuna teised kivimid ringlevad pinna poole.
Kuna mandri koorikul puudub nioobium, pidi see nendes mandri kaare tingimustes tekkima, ütles Tang. Ja see tähendab, et Andide-taolised kohad pidasid täna tõenäoliselt kõigi maailmajagude mandreid.
"Iga mandritükk, millel me praegu seisme, sai ilmselt alguse nende mägede ehitamise protsessidest," ütles Tang.
