אנחנו יכולים להרשות לעצמנו לשאת את מבטינו אל הכוכבים, רק
בזכות העובדה שרגלינו עומדות על קרקע איתנה. הקרקע היא עובדה קיימת,
אולי אחת העובדות המוצקות ביותר בעולם. ובה בעת היא מציבה לא מעט
סימני שאלה. גיאולוגים מנסים במשך עשרות שנים להבין את הדרך שבה
נוצר הקרום היבשתי.
כללית, אפשר לומר שתחילת היווצרותו של הקרום היבשתי מזכירה את
דרך היווצרותו של קרום שומני דק, על-פניו של מרק, בתהליך בישולו.
החומר החם שבמרכז כדור-הארץ נע במערבולות. כתוצאה מכך מרכיבים קלים
יחסית נוטים לעלות אל פניו, ואילו מרכיבים כבדים יותר, נוטים להישאר
במרכז. מסיבות שונות, אל פני השטח עולות כמויות
גדולות יחסית של איזוטופים של היסודות הלנתנידים. יסודות אלה הם
מתכות נדירות יחסית. קיימים 14 יסודות לנתנידים, שמספריהם
האטומיים נעים מ-57 ועד 71.
לפי תפיסה אחת, "סיר המרק המבעבע" של ליבת כדור-הארץ העלה אל
פני השטח כמות גדולה יחסית של יסודות לנתנידים ואיזוטופים שונים
שלהם. כך, למעשה, החומר שעלה אל פני השטח ויצר את הקרום היבשתי,
הועשר ביסודות ובאיזוטופים האלה, בהשוואה לחומר שנותר בליבת
כדור-הארץ. אבל, בין פריצה לפריצה של חומר מליבת כדור-הארץ אל פני השטח,
מידלדל המאגר הפנימי של היסודות הלנתנידים. כתוצאה מכך, שיעור
ההימצאות של יסודות לנתנידים בחומר העולה אל פני השטח פוחת
בהדרגה. במלים אחרות, מדידת שיעורם של היסודות האלה בסלעים
שונים, עשויה ללמד על סדר היווצרותם. חומר שמכיל יותר יסודות
לנתנידים חייב להיות קדום יותר מחומר שמכיל פחות יסודות כאלה.
תיארוך מדויק יותר יכול להתבסס על מדידת היחסים הכמותיים בין
איזוטופים שונים בסלע. איזוטופ הוא מעין גירסה של
היסוד הרגיל. מספרי הפרוטונים והאלקטרונים שבאטום האיזוטופ זהים
למספרי הפרוטונים והאלקטרונים שבאטום היסוד הרגיל, אבל מספר
הניטרונים שבו שונה ממספר הניטרונים שבגרעין האטום של היסוד הרגיל.
הניטרונים הנוספים (או הנגרעים) אינם יוצרים הבדלים משמעותיים בדרך
ההתנהגות הכימית של האיזוטופים, בהשוואה להתנהגות הכימית של היסודות
הרגילים. אבל תכונותיהם הפיסיקליות עשויות להיות שונות במידה
משמעותית. למשל, ברור שהוספת או גריעת ניטרונים מגרעיני האטומים
יוצרת הבדלים משמעותיים במשקליהם. כך למעשה קיימות גרסאות כבדות
יותר וקלות יותר של אותו יסוד עצמו. במקרים ידועים, איזוטופים
יכולים להתאפיין ברדיואקטיביות, בעוד שהיסוד הרגיל שהם מהווים גרסה
שלו, אינו רדיואקטיבי כלל.
איזוטופים שפולטים קרינה רדיואקטיבית עשויים במקרים ידועים
לשנות כתוצאה מכך את זהותם. התהליך הזה מתחולל בקצב קבוע, הנובע
מזמן מחצית החיים האופייני לכל איזוטופ רדיואקטיבי. זמן מחצית
החיים הוא הזמן שבו מחצית מכמות נתונה של איזוטופ רדיואקטיבי תשנה
את זהותה. החומר שייווצר כתוצאה משינוי הזהות הזה, עשוי גם הוא
להיות רדיואקטיבי, ולהשתנות בעצמו במשך הזמן. כך עשויה להתפתח
מעין שרשרת של דעיכה המתחילה באיזוטופ של יסוד אחד ומסתיימת
באיזוטופ של יסוד שונה – כל זה בלוח זמנים קבוע. לדוגמה, תהליך הדעיכה
של אורניום 238 עובר "תחנות" שונות, עד שהוא נעצר ומסתיים בעופרת. כך
אפשר ללמוד על גילו של סלע על-פי היחס שקיים בו, בין אורניום
ועופרת. בסלע צעיר ימצאו יותר אורניום ופחות עופרת. בסלע ותיק
יותר, יימצאו פחות אורניום ויותר עופרת.
שרשרות דעיכה אחרות התפתחו בין רובידיום לסטרונציום, וכן בין
סמריום לניאודיניום (שהם יסודות לנטנידים). מדידת היחס הכמותי בין
האיזוטופים הלנטנידים בסלעים שונים, העלתה שהקרום היבשתי של
כדור-הארץ נוצר והתפתח בסדרה של אירועי פליטת חומר מליבת כדור-הארץ.
האופי הסדרתי ומרווחי הזמן הדומים שנמצאו בין האירועים האלה, הובילו
לפיתוח מודל תיאורטי המסביר את התופעה. המודל מתבסס על ידע גיאולוגי
קודם והוא מתאים להסברים שניתנו בעבר לתופעות גיאולוגיות חלקיות שונות,
כמו היווצרות איים מסוימים.
לפי המודל הזה, תהליך ההיווצרות של הקרום היבשתי מתנהל בסדרת אירועים
קטסטרופליים של פריצת חומר ממעטפת הגרעין של כדור-הארץ, אל פני השטח,
בתהליכים געשיים. למעשה, התהליך טרם הסתיים. אירועים כאלה התחוללו בעבר
והם צפויים גם בעתיד.
נראה שהיווצרות הקרום היבשתי מתחילה בלב ים, או
ליתר דיוק, ברכסים המרכז אוקיאניים. רכסים תת-מימיים אלה, הנמשכים
לאורך האוקיינוסים הגדולים, ממוקמים לאורך קו התפר הנפרם שבין הלוחות
הטקטוניים. הלוחות הטקטוניים הם לוחות סלע ענקיים הצפים על החומר
הנוזלי למחצה של מעטפת הגלעין של כדור-הארץ, ונושאים על גבם את
היבשות ואת האוקיינוסים. מהבקע הנפתח שבין הלוחות נפלטת לבה,
המתקררת במהירות יחסית והופכת לבזלת. החומר הנפלט יוצר בתחילה את
הרכסים המרכז אוקיאניים עצמם, ולאחר מכן הוא דוחף את החומר שנפלט
בעבר. כך נוצרת מעין זחילה של בזלת, מהרכסים המרכז אוקיאניים לעבר
היבשות.
כאשר הבזלת הזוחלת מגיעה אל מדף היבשת, היא נתקלת בהתנגדות,
ולכן היא מתחילה לחדור במסלול אלכסוני אל השכבות העמוקות יותר.
תנועה זו, כלפי מטה, מכונה הפחתה, והיא נמשכת עד לקו הגבול שבין
המעטפת החיצונית של גלעין כדור-הארץ לבין המעטפת הפנימית, בעומק
660 קילומטרים מתחת לפני הקרקע.
בגבול זה נבלמת למעשה תנועת ההפחתה, בשל הבדלים בין תכונותיו
הפיסיקליות שחל החומר, משני עברי הגבול. החומר במעטפת החיצונית מצוי
במצב צבירה נוזלי, אך צמיג מאוד. מעבר לגבול 660 הקילומטרים, אין
למעשה שינוי משמעותי במצב הצבירה של החומר, ועם זאת, בהתבסס על
מדידת גלים סיסמיים, נראה שחלה עלייה ניכרת במשקלו הסגולי. עלייה זו
מיוחסת ללחץ הרב השורר באיזור זה. נראה שכתוצאה מהלחץ חל שינוי בדרך
שבה החומר מתארגן. כלומר, החומר במעטפת הפנימית לחוץ ודחוס יותר
מהחומר שבמעטפת החיצונית, העליונה.
מכיוון שכך, ברור שכדי שחומר מהמעטפת החיצונית יחדור אל המעטפת
הפנימית, יש להשקיע אנרגיה. כל עוד לא מושקעת די אנרגיה, החומר השוקע
באיזור ההפחתה (שמקורו בבזלת הזוחלת של הקרום האוקיאני), מתאסף
ומצטבר על הגבול שבין המעטפת החיצונית למעטפת הפנימית. כאשר מצטברת
כמות מסוימת (גדולה מאוד) של חומר, מגיע משקלו של החומר למידה כזאת,
שהוא מפעיל די אנרגיה הדרושה לפריצת הגבול.
כאשר פריצה כזאת מתאפשרת, קורסת כמות אדירה של חומר אל תוך
המעטפת הפנימית. קריסה כזאת מכונה קריסה קטסטרופלית. כתוצאה
מקריסת החומר אל תוך המעטפת הפנימית, פורצים ממנה סילונים של חומר
חם ונוזלי. הסילונים עולים וחודרים אל המעטפת החיצונית, שם הם נצמדים
לגבול התחתון של הקרום היבשתי, דבר שגורם להתחממות ולעלייה משמעותית
בפעילות הגעשית, שמשמעותה פליטת חומר ממעטפת כדור-הארץ, אל פניו.
כאשר החומר החם הנפלט מתקרר, הוא נוסף אל החומר המרכיב את הקרום
היבשתי.
תהליך ההצטברות של החומר באזור ההפחתה, עד להתחוללותה של קריסה
קטסטרופלית, עשוי לגרום תקופות של "שקט תעשייתי" בין תקופות של
פעילות געשית מוגברת. מדידות שונות העלו שהקרום היבשתי בכדור-הארץ
נוצר בקצב מקוטע, ולא אחיד, במעין שורת "תשלומים". מכיוון שתהליך
ההתרחקות של הלוחות הטקטוניים נמשך, ואיתו נמשכת פליטת הלבה ברכסים
המרכז אוקיאניים, תופעה המתבטאת בהמשך זחילת הבזלת לעבר אזור ההפחתה,
אפשר להסיק שלכדור-הארץ עוד צפויות "קריסות קטסטרופליות" שיגררו
בעקבותיהן תקופות געשיות ארוכות.
מדידות שבוצעו במקומות שונים העולם מראות שכיום אנו מצויים בתקופה של
הצטברות חומר באיזור ההפחתה, על הגבול שבין המעטפות. אם לשפוט לפי
מודלים תיאורטיים שונים, הקריסה הקטסטרופלית הבאה עלולה להתרחש
בעוד כ-300 מיליון שנה.
