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
Марс отменяется: три причины, почему российские эксперты ставят крест на Красной планете
Почему пробирка с Марса опаснее любого астероида, как галактические лучи «взрывают» мозг и при чем тут Китай? Честный разбор рисков от Российской академии наук...
Главная тайна Черного моря разгадана: Ученые рассказали, почему там на дне очень прозрачная пресная вода
Чтобы найти ответ, исследователям пришлось заглянуть на 8 тысяч лет назад...
«Не повторяйте наших ошибок!» 100 лет борьбы с лесными пожарами обернулись катастрофой для США
Эксперты рассказали, почему, казалось бы, проверенная тактика только усугубила ситуацию с лесным огнем...
Секрет 14-го моря России: куда оно пропало и почему о нем снова заговорили?
Эксперты напоминают: Кроме Печорского, у России есть и 15-е «забытое» море, и оно тоже возвращается на карты...
Мегамонстры с 7-го этажа: в древних океанах шла такая война хищников, где у современных косаток не было бы ни единого шанса
Ученые рассказали, куда исчезли «боги» мезозойских морей и почему сейчас их существование было бы невозможно...
Мощнее леса в десятки раз: в ЮАР нашли «живые камни», которые выкачивают CO₂ с бешеной скоростью
Микробиалиты могли бы спасти Землю от потепления, но у этих «каменных насосов» есть один нюанс...
ДНК 4000-летней овцы оказалось ключом к древней тайне, стоившей жизни миллионам
Поразительно, но археологи нашли штамм древней чумы, кошмаривший всю Евразию, в самом таинственном российском городе — Аркаиме. Почему же так получилось?...
Супертелескоп James Webb только запутал ученых, а планета-«близнец» Земли стала еще загадочнее
Эксперты рассказали, почему самый мощный телескоп в истории не смог разобраться с атмосферой TRAPPIST-1e. Аппарат не виноват. Но тогда кто?...
Грядет научный прорыв: Зачем в последние годы ученые по всему миру создают очень странные компьютеры?
Новые аппараты… не просто живые: они стирают различия между ЭВМ и человеческим мозгом...
Новое исследование показало: если бы не этот «российский ген», древние люди вряд ли бы заселили Америку
Ученые рассказали, почему Алтай в ДНК — это главный секрет феноменального здоровья индейцев...
20-летнее наблюдение со спутников «сломало климат»: Теперь ученым придется полностью менять все теории
Зато теперь понятно, почему в двух близких городах могут быть... разные времена года...
Она нам больше не праматерь! Почему легендарную Люси могут «изгнать» из числа наших предков?
Ведущие антропологи мира схлестнулись в настоящей войне. Кто же окажется победителем?...
Еще один страх для авиапассажиров: космические лучи могут вызвать внезапное падение самолета
Эксперты подтверждают: предсказать такие катастрофы практически невозможно. Что же теперь делать?...