Открытие первого состава земной коры переписывает геологическую хронологию

Исследователи сделали прорывное открытие, которое меняет наше представление о ранней геологической истории Земли, ставя под сомнение представления о том, как формировались наши континенты и когда началась тектоника плит.

Исследование, опубликованное 2 апреля в Nature, показывает, что первая земная кора, сформировавшаяся около 4,5 миллиардов лет назад, вероятно, по химическому составу была очень похожа на современную континентальную кору.

Это говорит о том, что отличительные химические признаки наших континентов сформировались в самом начале истории Земли.

Почётный профессор Саймон Тёрнер с факультета естественных наук и инженерии Университета Маккуори возглавил исследование, в котором приняли участие учёные из Австралии, Великобритании и Франции.

«Это открытие имеет большое значение для наших представлений о древнейшей истории Земли», — говорит профессор Тёрнер.

«Учёные давно считали, что тектонические плиты должны погружаться друг под друга, чтобы создать химический отпечаток, который мы видим на континентах. Наше исследование показывает, что этот отпечаток существовал в самой первой земной коре, протокоре, а значит, эти теории нужно пересмотреть».

Переосмысление раннего образования Земли

На протяжении десятилетий учёные пытались определить, когда впервые началась тектоника плит, ознаменовавшая зарождение жизни.

Химический состав горных пород, сформировавшихся в зонах субдукции (где одна тектоническая плита погружается под другую), отличается низким содержанием ниобия.

Ученые считали, что определение возраста самых древних пород с низким содержанием ниобия поможет понять, когда впервые началась тектоника плит. Но несмотря на то, что несколько исследовательских групп пытались это выяснить, результаты каждого исследования были на удивление противоречивыми.

«Я начал задаваться вопросом, правильно ли мы формулируем вопрос», — говорит профессор Тернер.

Вместе с коллегами из шести университетов он создал математические модели, имитирующие условия ранней Земли, когда формировалось ядро нашей планеты, а поверхность планеты покрывал океан расплавленной породы.

Расчёты команды показали, что протокора — самая ранняя кора Земли, сформировавшаяся в гадейский эон (4,5–4 миллиарда лет назад) — естественным образом приобрела бы те же химические свойства, что и современные континенты, без необходимости в тектонике плит для их формирования.

Химические ключи к формированию

Первые результаты модели показали, что в восстановительных условиях ранней Земли элемент ниобий стал бы сидерофильным, или притягивающим металлы, погружаясь через глобальный океан магмы в земное ядро.

«Я понял, что может существовать связь между ранним формированием ядра, высоким содержанием сидерофильных элементов и печально известной отрицательной аномалией ниобия, наблюдаемой в континентальной коре», — говорит профессор Тернер.

Характерные признаки континентальной коры совпадают с вероятными признаками материала, извлечённого из мантии после формирования ядра, но до того, как метеориты бомбардировали раннюю Землю. Это объясняет, почему химические признаки присутствуют почти во всех континентальных породах независимо от возраста.

Ранняя эволюция Земли

«Наше исследование показывает, что химические следы, которые мы видим в континентальной коре, образовались в самый ранний период существования Земли — независимо от того, как вела себя поверхность планеты», — говорит профессор Тернер.

«Эта ранняя кора была изменена и обогащена кремнезёмом благодаря сочетанию ударов метеоритов, отслоения кусков коры и началу движения тектонических плит».

Первая кора, вероятно, раскололась на части, которые в некоторых местах стали толще, образуя зачатки континентов.

Когда эти фрагменты двигались вбок, расплавленная магма между ними создавала кору, похожую на ту, что мы видим на дне океана сегодня.

Метеоритные удары и тектоника плит

Сильная метеоритная бомбардировка в этот ранний период привела к обширным разрушениям и перестройке земной коры.

Тектоника плит, возможно, работала с перебоями, вызванными столкновениями с метеоритами, примерно до 3,8 миллиарда лет назад, когда количество метеоритных бомбардировок резко сократилось, а хаос ранней Солнечной системы уступил место более упорядоченным орбитам.

Затем тектоника плит превратилась в непрерывный, самоподдерживающийся процесс.

«Это открытие полностью меняет наше представление о самых ранних геологических процессах на Земле», — говорит профессор Тернер.

«Это также позволяет нам по-новому взглянуть на то, как континенты могут формироваться на других каменистых планетах во Вселенной».

Больше интересных статей, которые я не успеваю переводить, но которые можно почитать через онлайн-переводчики, можно найти здесь: t.me/murrrzio

murrrzio

You can view and join @murrrzio right away.