Astrofysicus Xiaolei Zhang van de George Mason University (VS) presenteerde een artikel waarin hij bewijst dat de ineenstorting van het supercontinent Rodinia wordt veroorzaakt door een indirecte botsing van de aarde en een buitenaardse planeet ter grootte van Mars. De wetenschapper zet vraagtekens bij de theorie van continentale drift en geeft argumenten voor zijn versie.
In de 19e en eerste helft van de 20e eeuw geloofden onder geologen dat de aarde op een gebakken appel lijkt, die geleidelijk afkoelt en krimpt, en er verschijnen "rimpels" op het oppervlak. Op basis van de “appelhypothese” ontstond de theorie van de geosynclines, volgens welke individuele delen van de aardkorst afdalen en vervolgens opstijgen en bergketens vormen. Al in 1912 betwistte geofysicus Alfred Wegener dit plan en suggereerde dat het bouwen van bergen te wijten is aan continentale continentale drift. Ten gunste van zijn versie haalde hij het argument aan dat de contouren van de westkust van Afrika en de oostkust van Zuid-Amerika samenvallen, alsof deze continenten deel uitmaken van één supercontinent.
Destijds was het een nogal gedurfd idee dat conventionele wetenschappelijke ideeën uitdaagde. Het is niet verwonderlijk dat de veronderstelling van Wegener werd afgewezen. Het is mogelijk om sceptische wetenschappers te begrijpen: Wegener kon niet uitleggen wat de continentale drift precies veroorzaakte, en hun contouren zouden toeval kunnen zijn. Toch had Wegener volgers die op zoek waren naar meer dwingende argumenten voor continentale drift.
In 1960 werd een spreidingshypothese naar voren gebracht, volgens welke, in het gebied van mid-oceanische ruggen, mantelstromen opstijgen naar de aardkorst, een nieuwe bodem vormen en oude rotsen uit elkaar duwen. Zo doen de lithosferische oceanische platen enigszins denken aan tractorrupsen. Op de ene plaats stijgt de korst, drijft boven de mantel en zinkt op een andere plaats (subductiezone). Deze hypothese werd bevestigd toen magnetische anomalieën werden ontdekt in de oceanische korst - een reeks "gegevens" over periodieke veranderingen in de richting van het magnetische veld van de aarde. Bovendien, hoe verder van de rand de "strook" van restmagnetisatie zich bevond, hoe ouder deze was.
In de subductiezones bouwt zich ook de continentale korst op, waaronder de oceanische korst zinkt. Als twee continentale platen echter botsen, zinkt er niet; in plaats daarvan worden er hoge bergsystemen zoals de Himalaya gevormd.
Subductiezonediagram / Foto: Yug / Wikimedia
Waarom stijgen mantelstromen in het gebied van de ruggen en vallen ze in de subductiezone? Het antwoord hierop is mantelconvectie. Dichter bij de kern heeft de smelt een hoge temperatuur, waardoor deze naar de korst stijgt. In plaats daarvan komt een koude mantel, die al warmte heeft afgegeven aan de lithosfeer. Deze stijgende en dalende stromen worden gesloten om cellen te vormen. Aan de bovenkant van elke cel beweegt de mantel horizontaal, waardoor de platen in dezelfde richting bewegen. De kracht van dit mechanisme is voldoende om het continent te laten splitsen, wanneer de afzonderlijke delen in verschillende richtingen beginnen te verschuiven.
Sommige wetenschappers, waaronder astrofysicus Xiaolei Zhang, hebben een ander mogelijk mechanisme voor de continentale verschuiving voorgesteld. Naar hun mening viel een grote asteroïde of komeet op de aarde. Dit kan bijvoorbeeld de sterke richtingsverandering van de Hawaiian Ridge verklaren. Bovendien kunnen convectieve cellen, volgens Zhang, geen langdurige stabiliteit garanderen van hotspots - gebieden waarin actieve vulkanische activiteit plaatsvindt. De wetenschapper zet ook vraagtekens bij het subductiemechanisme van de vorming van de Rocky Mountains - een heuvelrug in het westen van de Verenigde Staten en Canada.
Promotie video:
Om een continentale verschuiving te veroorzaken, moest het object dat op de aarde viel de grootte van Mars hebben. Zhang gelooft dat de impact van een kleine zwervende planeet ongeveer 750 miljoen jaar geleden plaatsvond en viel op het grondgebied waar het Colorado-plateau (westelijke VS) zich nu bevindt. De ramp leidde tot de splitsing van het supercontinent Rodinia, dat 1,1 miljard jaar geleden ontstond. De resulterende krater was vergelijkbaar in grootte met het Colorado-plateau zelf, waarvan het gebied 337 duizend vierkante kilometer bereikt. Ter vergelijking: het gebied van de Chicxulub-krater, gevormd tijdens de val van een tien kilometer lange asteroïde die de dinosauriërs heeft gedood, is 25 duizend vierkante kilometer.
Waar kwam de zwervende planeet vandaan? 4,5 miljard jaar geleden kwam een andere planeet, Theia, waarschijnlijk in botsing met de aarde. Er wordt aangenomen dat deze ramp heeft geleid tot de vorming van de maan. Theia werd gevormd op het Lagrange-punt, dat zich bijna direct in de baan van de aarde bevond, maar lange tijd op een afstand van onze planeet werd gehouden. Als het zonnestelsel alleen uit de zon, de aarde en Theia bestond, zou de botsing niet hebben plaatsgevonden, maar de zwaartekracht van andere planeten verdreef Theia van zijn plaats en gooide het naar de aarde. Maar 750 miljoen jaar geleden kon de tweede Theia niet meer bestaan - de planeten van het zonnestelsel waren stevig verankerd in stabiele banen.
Supercontinent Rodinia / Foto: Kelvin Ma / Wikimedia
Zhang gelooft dat de zwervende planeet uit een ander systeem kwam. Dit kan gebeuren wanneer het zonnestelsel, dat in een baan om het centrum van de Melkweg draait, galactische armen passeert - structuren met een hoge dichtheid aan sterren, gas en stof. Deze concentratie van materie leidt tot het verschijnen van grote sterren, wiens leven eindigt in een supernova-explosie. Explosies kunnen exoplaneten uit hun huizen verdrijven en naar de zon sturen.
Als argument voor zijn hypothese noemt Zhang de ongebruikelijke geologische structuur van het plateau in Colorado. Bijvoorbeeld, gesteentelagen die ongeveer 750 miljoen jaar geleden zijn gevormd, vormen een anomalie die de Grote Strijdigheid wordt genoemd. Ze liggen niet in een stratigrafische volgorde (oudere lagen onderaan, jongere bovenaan), maar vormen een chaotisch beeld, alsof ze door iets ernstig zijn vervormd. Er zijn ook rotsen uit de Precambrische tijd, uniek voor het plateau, die smelten en metamorfose ondergingen.
De wetenschapper vestigde ook de aandacht op het feit dat de perioden tussen de snijpunten van het zonnestelsel van de armen van de melkweg samenvallen met de intervallen tussen massa-uitstervingen op aarde binnen het Phanerozoïcum (waaronder het Paleozoïcum, Mesozoïcum en Cenozoïcum) en de splitsingen van supercontinenten.
Er moet aan worden herinnerd dat de hypothese van Zhang tot nu toe slechts de hypothese van één wetenschapper is. Tot nu toe is er geen serieus bewijs dat de reeds gevormde aarde in het relatief recente geologische verleden de impact van een zwervende planeet zou kunnen overleven. Hetzelfde grote meningsverschil kan worden verklaard door het uitwassen van de bovenste lagen door de wateren van de zee, die tijdens het vroege Cambrium periodiek oprukken op het Noord-Amerikaanse continent. Dit erosieproces is in verband gebracht met de Cambrische explosie, toen calcium en andere mineralen in de oceaan werden gewassen, waardoor de waterchemie veranderde en skeletachtig zeeleven ontstond. Een wereldwijde ramp, die de hele planeet in een vlammende bal zou veranderen, past niet goed bij het al bekende beeld van geologische en biologische evolutie.
Volgens de logica van Zhang moeten tei-achtige planeten met een benijdenswaardige frequentie vallen om de continenten uit elkaar te duwen. Tot dusver biedt zijn hypothese meer vragen dan antwoorden. Eens was Wegeners theorie van continentale drift, haastig verworpen door de wereldgemeenschap, veel begrijpelijker en gerechtvaardigd.
Alexander Enikeev