Китайские учёные изучили состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах запечатлена информация о процессах глубоко внутри планеты. Авторы исследования считают, что это указывает на то, что движение плит литосферы началось в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, значительно раньше ранее принятых оценок.
Современные представления о форме Земли связывают с движением литосферы — ее твердой оболочки. Литосфера разбита на плиты, перемещающиеся горизонтально. При столкновениях они сминаются, прогибаются, подталкиваются друг под друга и погружаются в мантию.
Точный момент начала процесса неизвестен. Последняя оценка составляет 3,6 миллиарда лет. полученаАнализ цирков позволяет узнать состав первоначального магматического расплава, даже если изначально горные породы претерпели изменения.
В районе Джек-Хиллс на западе Австралии геологи обнаружили древнейшие цирконы возрастом 4,2 миллиарда лет. Подобный возраст ученые связывают с катархеем – периодом, когда Земля оставалась очень горячей, магма подходила к поверхности, атмосферы не существовало, а тонкую кору планеты бомбардировали кометы и астероиды.
Из катархея не сохранились горные породы, только циркон. По составу, подобно гранитам, их разделяют на два типа — I и S. Первые образовались в расплавах из мантии, вторые — при участии материала с поверхности, преимущественно осадочного. Поэтому S-цирконы свидетельствуют о существовании континентов и химического выветривания, а значит, и тектоники плит.
Некоторые специалисты сомневаются, что движения плит существовали в катархее. Считается, что этот механизм появился позже, когда земная кора затвердела и утолщилась. Обсуждение этой темы продолжается. Для его разрешения нужно проанализировать все имеющиеся данные о составе обломочных цирконов и соотношении химических элементов в них.
Врачи из Китая, Канады и Америки. использовалиДля этого обучили искусственный интеллект на 374 образцах обломочных цирконов с известным происхождением. Убедившись в точности определения минералов обоих типов, исследователи применили модель для классификации 971 циркона катархейского возраста.
Попытки классифицировать цирконы предпринимались ранее, но авторы нового исследования утверждают, что их модель является самой точной. Более трети цирконов из Джек-Хиллс относятся к типу S. Подобная пропорция наблюдается для минералов, найденных в песчаниках Грин-Сэндстоун в Южной Африке. Это означает, что явление более распространено, чем предполагалось.
Выводы авторов статьи гласят, что массы гранитных пород типа S, равно как и связанные с ними осадочные породы, имелись на Земле не менее 4,2 миллиарда лет назад.
Самые древние достоверные датировки гранитов типа S составляют 3,55 млрд лет, а осадочных пород – 3,95 млрд лет. Новые исследования существенно меняют эту картину.
Ученые установили, что почти половина всех катархейских цирконов относится к S-типу. Соотношение типов меняется на временной шкале. Авторы исследования считают, что это свидетельствует о цикле образования и разрушения суперконтинентов. ScienceДжун Коренага, геофизик из Йельского университета, также занимается моделированием начала движения тектонических плит. назвал это «чистой спекуляцией».
Геохимик Крис Хоксворт из Бристольского университета отметил: субдукция могла происходить более четырех миллиардов лет назад, но это не свидетельствует о полной активизации механизма тектоники плит. По его словам, погружение коры в мантию могло быть вызвано ударом крупного астероида.
Всё чаще появляются доказательства раннего начала движения литосферных плит, и новая научная публикация — ещё один фактор в пользу этой теории.