Австралийские ученые обнаружили данные, демонстрирующие процесс формирования и эволюции первых континентов Земли.
Анализ кристаллов минерала циркона, проведенный учеными из Университета Кертина в породах кратона Пилбара (западная Австралия), позволил подтвердить предположение о том, что формирование земных континентов было связано с падениями крупных метеоритов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Земля – единственная известная нам планета, на которой есть континенты, представляющие собой обширные участки земной коры, в основном возвышающиеся над уровнем Мирового океана, в отличие от окружающей их подводной части. Несмотря на то, что это, пожалуй, первое, что привлекает внимание при взгляде на нашу планету из космоса, ученые продолжают дискутировать о механизме формирования континентов.
В одной из ранних работ исследователи высказали предположение, что образование первых суперконтинентов было вызвано процессом субдукции тектоники плит. Однако в 2020 году исследователи из Австралии и Бельгии допустили, анализ изотопов железа и цинка в горных породах, полученных из Центральной Сибири и Южной Африки, указывает на то, что континенты образовались в результате иного процесса. Химический состав этих образцов свидетельствует об их формировании в условиях, не связанных с субдукцией.
Используя анализ изотопного состава кислорода в кристаллах циркона из кратона Пилбара, команда исследователей из Университета Кертина получила новые данные о формировании и эволюции первых континентов. Этот регион, возрастом от 2,5 до 4,0 миллиарда лет, является одним из древнейших известных участков коры Земли.
Исследование показало «нисходящий» процесс, начавшийся с плавления пород, расположенных ближе к поверхности, 3,4-3,6 миллиарда лет назад. Этот процесс, вероятно, связан с кристаллизацией магмы, сформировавшейся из гидротермально измененной базальтовой коры, аналогичной современной Исландии. Затем, в период от 3,0 до 3,4 миллиарда лет назад, распространение этого процесса наблюдалось глубже, что подтверждается наличием слоев шарообразных частиц.
«Неглубокое таяние (на первой стадии. — Прим. ред.) соответствует масштабным столкновениям, характерным для первого миллиарда лет истории Земли. Столь сильные удары запустили механизм раскола коры и длительных гидротермальных изменений за счет взаимодействия с обширным океаном», — пишут ученые. Удары таких гигантских метеоритов, по мнению авторов статьи, вызвали плавление мантии планеты с образованием ядра — самого толстого слоя Земли. Причем наиболее старые породы образовались 3,5-3,9 миллиарда лет назад, ближе к концу так называемой поздней тяжелой бомбардировки, и это нельзя назвать совпадением, подчеркнули исследователи.
«По оценкам ученых, около трех четвертей современной континентальной коры сформировались в архейский эон (2,5–4,0 миллиарда лет назад). В этот период, как полагают многие исследователи, поверхность Земли была практически полностью покрыта водой. Древнейшая сохранившаяся континентальная кора преимущественно состоит из натриевых гранитов, относящихся к серии тоналит-трондьемит-гранодиорит. Эти породы образовались в результате частичного плавления гидратированных базальтовых пород (амфиболитов) на глубинах примерно 25–50 километров.