Кристаллы циркон из Южной Африки содержат свидетельства движения литосферных плит, которые возникли около 3,8 миллиардов лет назад. Это указывает на то, что поверхность Земли перестала быть стабильной и начались тектонические процессы.
Земная кора и верхний слой мантии разделены литосферными плитами. Тепло ядра перемещает вязкие слои мантии под плитами, вызывая тектоническую активность, приводящую к извержениям вулканов, землетрясениям и поднятию горных хребтов. Ученые не соглашались о времени формирования современной земной коры: оценки колебались от четырех миллиардов до 800 миллионов лет назад. Такое разнообразие связано с отсутствием геологических данных о молодой Земле из-за постоянного циркуляции веществ в поверхности плит. Сейчас на планете практически не осталось пород, датируемых первыми 500 миллионами лет существования Земли.
Американские учёные уточнили время начала тектонической активности на Земле. В Южной Африке исследователи обнаружили слой из 33 кристаллов силикатного минерала циркона, образовавшегося 3,3-4,15 миллиарда лет назад. Цирконовые кристаллы, описанныеСтатья в журнале AGU Advances представляет собой древнейшие находки, относящиеся к субдукции — погружению одной литосферной плиты под другую.
Исследование изотопов гафния и микроэлементов в цирконах выявило условия их формирования. Кристаллы возрастом до 3,8 миллиарда лет образовались в горных породах под давлением и температурой, сопоставимыми с современными зонами субдукции. Более древние же цирконы являются продуктом плавления пород мантии, прошедших 600 миллионов лет стабильного существования.
Три с половиной миллиарда лет назад поверхность Земли стала неустойчивой, начались первые тектонические процессы. Ученые считают, что этот переход произошел постепенно. Изменения, возможно, начинались и заканчивались в разных местах планеты, прежде чем стали глобальным тектоническим движением, которое наблюдается сейчас.
Тектоника плит формирует земную атмосферу за счет извержений вулканов. Также
тектоника создает силикатные породы, которые поглощают углекислый газ из атмосферы, смягчая тем самым колебания температуры. Из всех изученных планет тектоническую активность обнаружили только на Земле — возможно, именно это и стало причиной появления условий, благоприятных для жизни.