För drygt fyra miljarder år sedan, när jorden bara var en halv miljard år gammal, drev massiva rymdstenar omkring i vårt solsystems innersta del.
Vissa av dem hamnade i jordens omloppsbana och kraschade som meteoriter in i den unga planetens späda yta, där de första stabila kontinentalplattor just hade bildats.
På nedslagsplatserna uppstod grunden för flera av de kontinenter vi har i dag.
Nya bevis för gammal teori
Bildandet av jordens kontinenter har varit ett ständigt mysterium för geologer – särskilt eftersom jorden är den enda kända planeten med kontinenter – och teorin om att meteoriter bildade kontinenterna har funnits i årtionden.
Nu kan det vara definitivt bevisat av en grupp forskare från School of Earth and Planetary Sciences vid Curtin University, som har publicerat sina resultat i tidskriften Nature.
Massivt meteoritregn bildade kristaller
Jordens första stabila kontinenter kallas kratoner och tros ha blivit till under det tunga meteoritbombardemanget.
En av de bäst bevarade kratonerna är Pilbarakratonen i Australien, och zirkonkristaller från området innehåller bevis på nedslag från denna tid.
Bild av Pilbara Craton-området i västra Australien, som är bland de äldsta ytorna på jorden. Kratoner är gamla kontinenter som utgör kärnan i de kontinenter vi har i dag. Det är i detta område som forskarna hittade zirkonkristallerna som bevisar ett meteoritnedslag i området.
"Genom att undersöka små kristaller av mineralet zirkon i stenar från Pilbara Craton i västra Australien, som representerar de bäst bevarade resterna av forntida jordskorpa på jorden, fann vi bevis för dessa gigantiska meteoritnedslag", säger professor Tim Johnson, en av forskarna bakom studien, i ett pressmeddelande.
Totalt tog forskarna 26 stenprover, samtliga innehöll fragment av zirkon. De daterades till att vara mellan 3,6 och 2,9 miljarder år gamla, vilket stämmer med tidpunkten för de stora meteoriterna.
Forskargruppen undersökte isotoper (olika versioner av samma grundämne) av syre i kristallerna. I synnerhet undersökte de förhållandet mellan oxygen-18 och oxygen-16, som har mellan åtta och tio neutroner.
Zirkon är ett extremt hårt silikatmineral. Just tack vare dess hårdhet har paleogeologer hittat kristaller som är drygt fyra miljarder år gamla. Med hjälp av dessa kan de bestämma åldern på stenar och bergarter.
Dessa förhållanden används inom paleogeologin för att bestämma temperaturen vid bildandet av den bergart som isotoperna kommer ifrån. Utifrån detta kunde forskarna dela upp bildandet av Pilbarakratonen i tre steg.
Kraton skapades i tre steg
Det första steget är bildandet av ett stort antal zirkoner för drygt 3,6 miljarder år sedan under en partiell avsmältning av jordskorpan, vilket troligen beror på uppvärmningen av massiva meteoritbombardemang.
En illustration av jordens yta för fyra miljarder år sedan. Perioden kallas Arkeikum och inleddes för fyra miljarder år sedan och slutade för 2,5 miljarder år sedan. Det var under denna period som jorden fick en mer solid och stabil yta, och grunden till kontinenterna som vi känner dem i dag bildades.
Dessa meteoriter kan ha varit mellan tio till hundratals kilometer i diameter, och deras nedslag ledde till kristallisering av zirkon, vilket inledde kratonbildningen.
Liknande mönster kan observeras vid andra av jordens kratoner.
Det andra steget var en period då jordskorpans kärna omarbetades och stabiliserades, följt av det tredje steget där granit bildades.
Blandningen av granitbildning och stabilisering skapade vår tids kontinenter.
"Vår forskning ger de första solida bevisen för att de processer som slutligen bildade kontinenterna började med gigantiska meteoritnedslag som påminner om de som låg bakom dinosauriernas utrotning, men som ägde rum miljardtals år tidigare", förklarar Tim Johnson.
Nu ska forskarna undersöka jordens 35 andra kända kratoner för att jämföra dem med resultaten från Pilbarakratonen.