Ved hjælp af information fra det indre af klippestykkerne på Jordens overflade har vi rekonstrueret klodens pladetektonik gennem de seneste 1,8 milliarder år.
Det er første gang, Jordens geologiske arkiv er blevet brugt på denne måde til at se så langt tilbage i tiden.
Det har gjort det muligt for os at forsøge at kortlægge kloden i løbet af de seneste 40 procent af dens historie, som du kan se i animationen længere ned i artiklen.
Forskningsarbejdet, under ledelse af Xianzhi Cao fra Ocean University i Kina, er nu offentliggjort i tidsskriftet Geoscience Frontiers.
En smuk dans
Kortlægningen af vores klode gennem dens lange historie skaber en smuk kontinental dans, som i sig selv er et fascinerende og naturligt kunstværk.
Det starter med det verdenskort, som vi alle kender. Så bevæger Indien sig hurtigt sydpå, efterfulgt af dele af Sydøstasien, i takt med at det tidligere superkontinent Gondwana blev dannet på den sydlige halvkugle.
For omkring 200 millioner år siden (Ma eller mega-annum i rekonstruktionen), dengang dinosaurerne bevægede sig rundt på kloden, blev Gondwana svejset sammen med Nordamerika, Europa og det nordlige Asien for at danne et stort superkontinent kaldet Pangæa.
Derefter bevæger rekonstruktionen tilbage i tiden. Pangæa og Gondwana blev selv dannet af tidligere pladetektoniske kollisioner.
Som vi går tilbage i tiden, dukker et tidligere superkontinent kaldet Rodinia op, men det stopper ikke her.
Rodinia er nemlig dannet ved opbruddet af et endnu ældre superkontinent kaldet Nuna for omkring 1,35 milliarder år siden.
Hvorfor kortlægger vi Jordens fortid?
Jorden er unik blandt planeterne i solsystemet, fordi den har pladetektonik. Jordens klippefyldte overflade er opdelt i stive plader, der bevæger sig i forhold til hinanden.
Pladerne støder mod hinanden og skaber bjerge eller bevæger sig væk fra hinanden og danner sprækkedannelser og kløfter, der så bliver til oceaner fyldt med vand.
Udover at forårsage jordskælv og vulkaner skubber pladetektonikken også bjergarter op fra grundfjeldet helt op til bjergkæderne.
På denne måde kan grundstoffer, som lå begravet dybt under jorden, forvitre og blive skyllet ud i floder og oceaner, hvor levende organismer kan gøre brug af dem.
Blandt disse forskellige grundstoffer finder vi fosfor, som er en vigtig brik i opbygningen af DNA, og molybdæn, som bruges af organismer til at fjerne nitrogen fra atmosfæren, og som spiller en rolle i dannelsen af proteiner og aminosyrer, som er nogle af de vigtigste byggesten i levende organismer.
Pladetektonikken blotlægger også klippebjergarter, der reagerer med kuldioxid i atmosfæren.
Sten og klippestykker, der lagrer CO2, spiller den største rolle i styringen af Jordens klima over lange tidsskalaer - meget, meget længere end de tumultariske klimaforandringer, vi i dag er ansvarlige for.
Et værktøj til at forstå dyb tid
Kortlægning af tidligere pladetektonik på kloden er den første fase i at kunne bygge en komplet digital model af Jordens udvikling gennem historien.
En sådan model vil give os mulighed for at teste hypoteser om Jordens fortid, for eksempel hvorfor Jordens klima har gennemgået ekstreme 'Snowball Earth'-udsving, eller hvorfor ilt blev ophobet i atmosfæren. 'Snowball Earth' er en hypotese om, at Jorden for 7-800 millioner år siden var fuldstændig dækket af en iskappe.
Det vil også give os mulighed for en langt bedre forståelse af samspillet mellem klodens indre og Jordens overfladesystemer, som understøtter livet, som vi kender det.
Afgørende for forståelse af evolutionen
En modellering af Jordens fortid er afgørende, hvis vi skal forstå, hvordan næringsstoffer blev tilgængelige for evolutionen. Det første bevis for komplekse eukaryote celler – som er celler afgrænset af en kernemembran som alle dyre- og planteceller - kan dateres til for 1,65 milliarder år siden.
Det er tæt på starten af denne rekonstruktion og tæt på det tidspunkt, hvor superkontinentet Nuna blev dannet.
Vi sigter efter at teste, om de bjerge, der blev skabt på tidspunktet for Nunas dannelse, kan have leveret elementerne til at drive kompleks celleevolution.
En stor del af planter og andre organismer på Jorden omdanner sollys CO2 fra atmosfæren og vand fra jorden til ilt og organisk stof ved hjælp af sollys med fotosyntesen.
Det forbinder pladetektonikken med atmosfærens kemiske processer, og en del af den ilt opløses i havene. En række afgørende metaller - som kobber og kobolt - bliver mere opløselige i iltrigt vand, og under visse forhold bliver disse metaller så bundfældet af opløsningen, så de danner malmaflejringer.
Mange metaller bliver dannet i geologiske miljøer med riftzoner med vulkaner, der forekommer langs kanterne af pladerne.
Så meget mere at lære om vores klode
Ved at rekonstruere hvor forhistoriske pladegrænser lå gennem tiden, kan vi bedre forstå Jordens tektoniske geografi og hjælpe mineralforskerne med at finde forhistoriske metalrige klippestykker, der i dag ligger begravet under meget yngre bjerge.
I denne tid med udforskning af andre verdener i vores solsystem og længere ude er det værd at huske på, at der er så meget om vores egen klode, vi kun lige er begyndt at få kendskab til.
Der er hele 4,6 milliarder år at udforske, og den klippegrund, vi går på, gemmer på beviser på, hvordan Jorden har ændret sig i løbet af denne tid.
Dette første forsøg på at kortlægge de seneste 1,8 milliarder år af Jordens historie er et spring fremad i den videnskabelige store udfordring at kortlægge vores verden.
Men det er kun et første forsøg. De næste år vil se et tigerspring fra det udgangspunkt, vi nu har skabt.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
\ Kilder
