Тектоника плит 4 миллиарда лет назад, возможно, помогла зарождению жизни на Земле
Возраст самого старого поверхностного слоя Земли, образующего континенты, называемого корой, составляет около 4 миллиардов лет, и он состоит из вулканических пород толщиной 25–50 км, известных как базальты. Первоначально учёные думали, что вся планета покрыта единой литосферной корой, тогда как отдельные плиты, которые мы видим сегодня, начали формироваться только 1 миллиард лет спустя. Однако отношение к этой гипотезе подвергается сомнению.
Механизм формирования этой континентальной коры несколько загадочен: теперь ученые предполагают, что он мог быть вызван тектоникой плит — движением основных поверхностных плит Земли по земному шару в течение миллиардов лет, формирующим массивы суши и топографические особенности, которые мы видим сегодня.
Одна теория фокусируется на том, когда плиты сходятся, часто вызывая погружение одной под другую, что приводит к частичному плавлению и изменению состава магмы, в то время как другая изучает механизмы, происходящие внутри самой коры (на глубине менее 50 км), которые полностью отделены от границ плит, но также вызывают частичное плавление.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, сообщает об экспериментальной работе по исследованию аналога океанических плато, больших плоских возвышений с крутыми краями, которые представляют собой раннюю базальтовую кору, первоначально образовавшуюся в эоархее (3,6–4 миллиарда лет назад).

Возможные способы формирования эоархейской континентальной коры. а) Сагдукция (плотная кора погружается в мантию под действием силы тяжести), б) перекрытие континентальной коры на границе сходящейся плиты, где она менее плотная, чем подстилающая мантия, и в) неглубокая субдукция на границе сходящейся плиты. Это исследование поддерживает обе модели b и c.
Доктор Алан Хасти из Эдинбургского университета и его коллеги подвергли примитивные базальты океанических плато юго-западной части Тихоокеанского плато Онтонг-Ява экспериментам по плавлению при высоких температурах и давлении.
Обнаруженная континентальная кора не могла образовываться при давлении 1 ГПа, что соответствует глубине ~ 30 км) и плагиоклазовый полевой шпат (стабилен до ~ 1,8 ГПа, глубина ~ 60 км), рутил (стабилен при давлениях 0,7-1,6 ГПа, глубина ~25–55 км) и амфибол (контролирует реакции дегидратации и плавления).
Результаты экспериментов показали, что гранат и рутил не стабилизировались при температуре 50–55 км) было стабильным для граната, что усилило ранее существовавшее мнение о стабильности при давлении 1 ГПа и, следовательно, увеличило глубину образования. Следовательно, субдукция является более подходящим механизмом для объяснения этой реакции.
Моделирование также предполагает, что ранние магмы подвергались фракционной кристаллизации по мере того, как они поднимались сквозь земную кору, в результате чего кристаллы отделялись от жидкой магмы, в результате чего оставшийся пул магмы обеднялся определенными элементами, использованными в исходных кристаллах, поэтому состав постоянно менялся по мере формирования новых кристаллов.
Благодаря этому исследовательская группа определила кристаллизацию амфибола как основную причину частичного плавления, поскольку это водный минерал, который мог быть включен в кору путем опрокидывания и захоронения. Это соответствует признакам известных эоархейских вулканических пород, таких как тоналиты и трондьемиты.
Зеленокаменный пояс Исуа в Гренландии и архейский Кратон Невольников в Канаде считаются двумя остатками сходящихся границ плит над древними зонами субдукции. В таких областях метабазитовая (метаморфизованная базальтовая и родственные породы) магма смешивалась с жидкостями из плавящейся субдуцирующей коры, образуя новую богатую кремнеземом магму, что положило начало циклу разрушения и возрождения континентов, что и сформировало мир, который мы видим сегодня.
Механизм формирования этой континентальной коры несколько загадочен: теперь ученые предполагают, что он мог быть вызван тектоникой плит — движением основных поверхностных плит Земли по земному шару в течение миллиардов лет, формирующим массивы суши и топографические особенности, которые мы видим сегодня.
Одна теория фокусируется на том, когда плиты сходятся, часто вызывая погружение одной под другую, что приводит к частичному плавлению и изменению состава магмы, в то время как другая изучает механизмы, происходящие внутри самой коры (на глубине менее 50 км), которые полностью отделены от границ плит, но также вызывают частичное плавление.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, сообщает об экспериментальной работе по исследованию аналога океанических плато, больших плоских возвышений с крутыми краями, которые представляют собой раннюю базальтовую кору, первоначально образовавшуюся в эоархее (3,6–4 миллиарда лет назад).

Возможные способы формирования эоархейской континентальной коры. а) Сагдукция (плотная кора погружается в мантию под действием силы тяжести), б) перекрытие континентальной коры на границе сходящейся плиты, где она менее плотная, чем подстилающая мантия, и в) неглубокая субдукция на границе сходящейся плиты. Это исследование поддерживает обе модели b и c.
Доктор Алан Хасти из Эдинбургского университета и его коллеги подвергли примитивные базальты океанических плато юго-западной части Тихоокеанского плато Онтонг-Ява экспериментам по плавлению при высоких температурах и давлении.
Обнаруженная континентальная кора не могла образовываться при давлении 1 ГПа, что соответствует глубине ~ 30 км) и плагиоклазовый полевой шпат (стабилен до ~ 1,8 ГПа, глубина ~ 60 км), рутил (стабилен при давлениях 0,7-1,6 ГПа, глубина ~25–55 км) и амфибол (контролирует реакции дегидратации и плавления).
Результаты экспериментов показали, что гранат и рутил не стабилизировались при температуре 50–55 км) было стабильным для граната, что усилило ранее существовавшее мнение о стабильности при давлении 1 ГПа и, следовательно, увеличило глубину образования. Следовательно, субдукция является более подходящим механизмом для объяснения этой реакции.
Моделирование также предполагает, что ранние магмы подвергались фракционной кристаллизации по мере того, как они поднимались сквозь земную кору, в результате чего кристаллы отделялись от жидкой магмы, в результате чего оставшийся пул магмы обеднялся определенными элементами, использованными в исходных кристаллах, поэтому состав постоянно менялся по мере формирования новых кристаллов.
Благодаря этому исследовательская группа определила кристаллизацию амфибола как основную причину частичного плавления, поскольку это водный минерал, который мог быть включен в кору путем опрокидывания и захоронения. Это соответствует признакам известных эоархейских вулканических пород, таких как тоналиты и трондьемиты.
Зеленокаменный пояс Исуа в Гренландии и архейский Кратон Невольников в Канаде считаются двумя остатками сходящихся границ плит над древними зонами субдукции. В таких областях метабазитовая (метаморфизованная базальтовая и родственные породы) магма смешивалась с жидкостями из плавящейся субдуцирующей коры, образуя новую богатую кремнеземом магму, что положило начало циклу разрушения и возрождения континентов, что и сформировало мир, который мы видим сегодня.
- Алексей Павлов
- Hastie et al. 2023 and Nutman 2023
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...