Najpierw zacznijmy od truizmów. Kontynenty są lżejsze od oceanów. Oczywiście w sensie geologicznym i mowa tutaj o skałach budujących dwa dominujące typy płyt tektonicznych – oceaniczne i kontynentalne. Tę różnicę w gęstości skał widzimy chociażby w strefach subdukcji, gdzie cięższa płyta oceaniczna wsuwa się pod lżejszą, kontynentalną. Dzieje się tak dla przykładu na wschodnim wybrzeżu Ameryki Południowej.
Czytaj też: Na głębokości 2900 km we wnętrzu Ziemi znaleźli ślad dawnych czasów. Jest większy niż Mount Everest
Ów podział na dwa rodzaje płyt nie istniał na Ziemi od samego początku. Coś musiało zapoczątkować przed kilkoma miliardami lat dyferencjację (czyli różnicowanie się) skorupy ziemskiej. W 2018 roku pojawiły się wyniki badań, które wskazują, że minerały z grupy granatów (krzemianów wyspowych) podczas krystalizacji w skorupie doprowadziły do wzrostu utlenienia i zubożenia skał w pierwiastkowe żelazo. Skutkiem tego miało być powstanie lżejszej frakcji, która została wyniesiona wyżej na powierzchnię.
Minęło kilka lat od tego odkrycia i okazuje się, że wcale tak się w skorupie ziemskiej nie działo. Dwie naukowczynie z Uniwersytetu Cornell w USA udowodniły, że granaty nie wywarły żadnego wpływu w skałach na ich gęstościowe różnicowanie się. W jaki sposób to odkryły?
Kontynenty powstały miliardy lat temu, ale nie wiem nadal dlaczego
Na łamach Science opublikowały one pracę, która opisuje cały cykl eksperymentów. W warunkach laboratoryjnych odtworzyły ultra wysokie ciśnienie i temperaturę z obszaru tzw. łuków wulkanicznych, które uznaje się za zalążki pierwotnych kontynentów. (Płyta kontynentalna nie powstała poprzez całościowe uniesienie, ale w pradawnych strefach podobnych do dzisiejszych obszarów subdukcji.)
Po zadziałaniu ciśnieniem rzędu 1-3 GPa badaczki otrzymały granaty, które krystalizowały w przypuszczalnych warunkach z prekambru. Porównali je ze współczesnymi, naturalnie występującymi okazami. Następnie za pomocą spektroskopii rentgenowskiej sprawdzono u wszystkich próbek proporcje pomiędzy utlenionym (Fe3+) i nieutlenionym (Fe2+) żelazem. Wyniki wykazały, że pierwotny skład granatów nie zawierał dostatecznie dużo żelaza na niższym stopniu utlenienia. Wobec tego krystalizacja minerałów nie przyczyniała się do masowego utleniania pierwiastkowego żelaza.
Czytaj też: W samym środku Ziemi znaleźli kawał żelaza. Jego średnica wynosi aż 650 kilometrów
Wracamy zatem do punktu wyjścia. Ciągle nie wiemy, jaki mechanizm sprowokował to, że pierwotna skorupa ziemska zaczęła miejscami bywać ciężka lub lżejsza. Autorki badań przyznają, że obecnie dominującą hipotezą o zubożeniu w żelazo skorupy kontynentalnej jest ta, w której to siarka na wyższym stopniu utlenienia mogła grać główne skrzypce. Jednakże jest ona jeszcze na etapie badań. Być może usłyszymy o niej nieco więcej w przyszłości.