Анализ древних пород помог геологам пролить свет на формирование континентов и Луны.

Новости МирТесен

Геологи провели исследование образцов земной мантии, сохранившихся на западе Австралии в практически неизменном состоянии на протяжении почти четырех миллиардов лет. Сравнив эти горные породы с лунными, ученые установили, что континенты на Земле сформировались около трех с половиной миллиардов лет назад, а Луна образовалась в результате столкновения нашей планеты с другим небесным телом.

По господствующей версии, вскоре после формирования Солнечной системы, около четырех с половиной миллиардов лет назад Земля столкнулась с гипотетической планетой размером с Марс. От этого удара в космос поднялось множество обломков, и вскоре часть из них слилась воедино в околоземном пространстве и образовала естественный спутник.

Данная гипотеза является основой не только для понимания истории Луны, но и для реконструкции последующих событий, произошедших на Земле. Согласно предполагаемому гигантскому столкновению, Земля потеряла значительный объем вещества из своей мантии, и на Луне, вероятно, сохранилась информация о ее первоначальном составе.

По данным геологических исследований, в мантии Земли в прошлом содержалось значительное количество рубидия. Со временем почти всё это радиоактивное вещество мигрировало в земную кору, поднявшись на поверхность вместе с другими породами, отличающимися относительно небольшим весом. Таким образом, анализ содержания рубидия в древних образцах мантии позволяет реконструировать историю формирования материков. Недавно исследователи из Университета Австралии совместно с бельгийскими коллегами предприняли попытку сделать это. Их статья опубликована в Nature Communications.

По мнению исследователей, рубидий со временем претерпевает распад, в результате чего образуется нестандартный изотоп стронция — стронций-87. С момента своего формирования Земля содержит постоянное количество «обычного» изотопа стронция — стронция-86. Анализ соотношения этих изотопов в древнейших горных породах позволяет установить время формирования континентов.

Геологи используют определенное соотношение, которое наблюдается в некоторых лунных минералах, анортозитах, в качестве базового ориентира. Ученые приводят в качестве показательного примера — образец 60025, образец, доставленный астронавтами во время миссии «Аполлон-16» в кратер Декарт в 1972 году, имеет возраст около 4,5 миллиарда лет. Согласно оценкам, на момент его формирования соотношение изотопов стронция равнялось 0,699062.

Для сопоставления с таковым, существовавшим в древней мантии Земли, геологи провели анализ образцов из трех различных регионов: комплексы Манфред и Виндимурра, расположенные на западе Австралии, и комплекс Фискенессет в Гренландии. Наиболее древний из них – Манфред, где содержатся анортозиты, сформировавшиеся в мантии и имеющие возраст 3,73 миллиарда лет.

Определённое соотношение изотопов стронция в образцах составило 0,70005. По данному параметру они оказались наиболее схожими с лунными минералами среди всех когда-либо исследованных. Учёные полагают, что это подтверждает теорию о формировании Луны в результате столкновения.

Одновременно древнейшие австралийские породы демонстрируют относительно быстрый рост концентрации продукта распада рубидия за 780 миллионов лет, отсчитываемых от предполагаемого момента формирования Луны. Это указывает на то, что в то время в мантии рубидия присутствовало в избытке, что свидетельствует о том, что материки находились в начальной стадии формирования.

В образцах пород Гренландии возрастом 2,94 миллиарда лет и более молодых породах комплекса Виндимурра соотношения были лишь незначительно выше, что свидетельствует о снижении скорости процессов и указывает на то, что к тому времени мантийная область уже потеряла значительное количество рубидия, который переместился в земную кору. На основании этих данных геологи сделали вывод о том, что активное формирование континентов на Земле началось приблизительно 3,5 миллиарда лет назад.