คนส่วนใหญ่ทราบดีว่าผืนดินที่เราอาศัยอยู่นั้นคิดเป็นสัดส่วนเพียง 30% ของพื้นผิวโลก และส่วนที่เหลือถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทร การเกิดขึ้นของทวีปต่างๆ เป็นช่วงเวลาสำคัญในประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก ไม่น้อยเพราะทวีปเหล่านี้เป็นที่พำนักอันต่ำต้อยของมนุษย์ส่วนใหญ่ แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าเมื่อใดที่ผืนดินภาคพื้นทวีปเหล่านี้ปรากฏขึ้นบนโลกเป็นครั้งแรก และกระบวนการแปรสัณฐานใดที่สร้างพวกมันขึ้นมา
งานวิจัยของเราซึ่งตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences ได้ประเมินอายุ
ของหินจากเศษชิ้นส่วนของทวีปที่เก่าแก่ที่สุด (เรียกว่า cratons)
ในอินเดีย ออสเตรเลีย และแอฟริกาใต้ ทรายที่สร้างหินเหล่านี้เคยก่อตัวเป็นชายหาดแห่งแรกของโลก
เราสรุปได้ว่าทวีปใหญ่กลุ่มแรกกำลังเคลื่อนตัวขึ้นเหนือระดับน้ำทะเลเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน ซึ่งเร็วกว่าการประเมินก่อนหน้านี้มากเมื่อประมาณ 2.5 พันล้านปี
เมื่อทวีปต่างๆ ลอยขึ้นเหนือมหาสมุทร พวกมันเริ่มกัดเซาะ ลมและฝนทำให้หินแตกเป็นเม็ดทราย ซึ่งไหลไปตามกระแสน้ำโดยแม่น้ำและสะสมตามแนวชายฝั่งเพื่อสร้างชายหาด
กระบวนการเหล่านี้ซึ่งเราสามารถสังเกตเห็นได้ระหว่างการเดินทางไปยังชายหาดในปัจจุบันนั้นดำเนินมาเป็นเวลาหลายพันล้านปีแล้ว นักธรณีวิทยาสามารถศึกษาตอนต่างๆ ของการก่อตัวทวีปที่เกิดขึ้นในอดีตอันไกลโพ้นได้ด้วยการค้นหาหลักฐานการทับถมของชายหาดโบราณจากบันทึกหิน
กระโถนสิงหภูมิ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนโบราณของเปลือกโลกที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนตะวันออกของอนุทวีปอินเดีย ประกอบด้วยหินทรายโบราณหลายชั้น เดิมทีชั้นเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากทรายที่ทับถมกันตามชายหาด ปากแม่น้ำ และแม่น้ำ ซึ่งถูกฝังและอัดเป็นหิน
เรากำหนดอายุของตะกอนเหล่านี้โดยการศึกษาเม็ดแร่ที่เรียกว่าเพทายด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งถูกเก็บรักษาไว้ภายในหินทรายเหล่านี้ แร่นี้มียูเรเนียมในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นตะกั่วผ่านการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี สิ่งนี้ทำให้เราสามารถประมาณอายุของเม็ดเพทายเหล่านี้ได้ โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการหาอายุแร่ยูเรเนียมตะกั่วซึ่งเหมาะสำหรับการหาอายุหินที่มีอายุมากๆ
เม็ดเพทายเผยให้เห็นว่าหินทรายสิงห์ภูมิถูกทับถมเมื่อประมาณ
3 พันล้านปีก่อน ทำให้กลายเป็นหินทรายชายหาดที่เก่าแก่ที่สุดในโลก สิ่งนี้ยังชี้ให้เห็นว่าผืนดินภาคพื้นทวีปได้ถือกำเนิดขึ้นในสิ่งที่ปัจจุบันคืออินเดียเมื่ออย่างน้อย 3 พันล้านปีก่อน
ที่น่าสนใจคือ หินตะกอนที่มีอายุประมาณนี้ยังมีอยู่ในหลุมอุกกาบาตที่เก่าแก่ที่สุดของออสเตรเลีย (หลุมอุกกาบาต Pilbara และ Yilgarn) และแอฟริกาใต้ (ปล่องภูเขาไฟ Kaapvaal Craton) ซึ่งบ่งบอกว่าอาจมีแผ่นดินใหญ่หลายทวีปเกิดขึ้นทั่วโลกในเวลานี้
ทวีปหินสามารถลอยขึ้นเหนือมหาสมุทรได้อย่างไร? คุณลักษณะเฉพาะของทวีปคือเปลือกโลกที่หนาและลอยตัวได้ ซึ่งทำให้สามารถลอยอยู่บนชั้นแมนเทิลของโลกได้ เหมือนกับจุกไม้ก๊อกในน้ำ เช่นเดียวกับภูเขาน้ำแข็ง บนสุดของทวีปที่มีเปลือกโลกหนา (โดยทั่วไปมีความหนามากกว่า 45 กม.) ยื่นออกมาเหนือน้ำ ในขณะที่แผ่นพื้นทวีปที่มีเปลือกโลกบางกว่า 40 กม. ยังคงจมอยู่ใต้น้ำ
ดังนั้น หากความลับของการเพิ่มขึ้นของทวีปต่างๆ เกิดจากความหนาของพวกมัน เราจำเป็นต้องเข้าใจว่าพวกมันเริ่มหนาขึ้นได้อย่างไรและทำไมในตอนแรก
ทวีปโบราณส่วนใหญ่รวมถึงซิงห์ภูมิกระถินทำด้วยหินแกรนิต ซึ่งก่อตัวขึ้นจากการหลอมละลายของหินที่มีอยู่ก่อนบริเวณฐานของเปลือกโลก ในการวิจัยของเรา เราพบว่าหินแกรนิตใน Singhbhum Craton ก่อตัวขึ้นในระดับความลึกที่มากขึ้นระหว่างประมาณ 3.5 พันล้านถึง 3 พันล้านปีก่อน ซึ่งหมายความว่าเปลือกโลกหนาขึ้นในช่วงเวลานี้
เนื่องจากหินแกรนิตเป็นหนึ่งในหินที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุด เปลือกโลกโบราณของสิงห์ภูมิกระดองจะลอยตัวขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อหนาขึ้นเรื่อย ๆ เราคำนวณว่าเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีที่แล้ว เปลือกโลกของ Singhbhum Craton มีความหนาประมาณ 50 กม. ทำให้มันลอยตัวได้เพียงพอที่จะเริ่มลอยขึ้นเหนือระดับน้ำทะเล
การเพิ่มขึ้นของทวีปต่างๆ มีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพอากาศ บรรยากาศ และมหาสมุทรของโลกในยุคแรกเริ่ม และการพังทลายของทวีปเหล่านี้จะให้สารอาหารทางเคมีแก่สภาพแวดล้อมชายฝั่งที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงในยุคแรกเริ่มเฟื่องฟู นำไปสู่การผลิตออกซิเจนที่เฟื่องฟูและท้ายที่สุดช่วยสร้างบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนที่เราอาศัยอยู่ทุกวันนี้
การพังทลายของทวีปในยุคแรก ๆ จะช่วยในการแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศซึ่งนำไปสู่การเย็นลงของโลกยุคแรก อันที่จริง ธารน้ำแข็งที่ทับถมกันเร็วที่สุดก็ปรากฏในบันทึกทางธรณีวิทยาเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน ไม่นานหลังจากที่ทวีปแรกโผล่ขึ้นมาจากมหาสมุทร
เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
