Тектоника земных плит восходит к «переломному моменту» 3,2 миллиарда лет назад
Поверхность Земли постоянно меняется: тектонические плиты шлифуют и смещаются, формируются горные хребты, раздвигается морское дно и происходят сильные землетрясения. Теперь новое исследование дополняет растущее количество доказательств того, что эта динамика началась 3,2 миллиарда лет назад.
Хотя в геолого-геофизическом сообществе существуют разногласия по поводу того, когда именно Земля стала больше, чем просто комок горячей недифференцированной породы, новое исследование предполагает, что этот переход произошел примерно через 1,3 миллиарда лет после образования планеты.
«Три целых два миллиарда — это переломный момент», — сказал соавтор исследования Чжэн Сян Ли, геодинамик из Университета Кертин в Австралии.
В 2020 году Ли и его коллеги сообщили, что произошел сдвиг в химическом составе пород, образовавшихся в мантии около 3,2 миллиарда лет назад, намекая на то, что произошел процесс «повторного смешивания». Этот процесс должен был включать перенос минералов из коры вниз в мантию, а мантийные породы поднимались на поверхность — следы тектоники плит. Другие исследователи также видели свидетельства сдвига в тот же период времени; например, исследование 2020 года, опубликованное в журнале Science Advances, обнаружило магнитные доказательства крупномасштабного движения плит 3,2 миллиарда лет назад.
Но до сих пор ведутся споры о том, когда и как начались эти процессы, сказал Ли.
В новом исследовании он и Люк Дусе, геохимик из Университета Кертина, вместе со своими коллегами сосредоточились на крупных свинцово-цинковых месторождениях в Австралии. Ученые использовали соотношение молекулярных вариаций урана, тория и свинца в качестве часов для измерения событий, которые произошли в глубокой истории Земли.
Отложения в Австралии датируются периодом от 3,4 миллиарда лет до 285 миллионов лет назад, говорится в заявлении соавтора исследования Дениса Фужеруза из Университета Кертина.
По словам Ли, новый анализ снова указал на 3,2 миллиарда лет как на поворотный момент. До этого Земля разделялась на «слоеный пирог» из ядра, мантии и коры, который все еще наблюдается сегодня. По словам Ли, это расслоение было вызвано гравитацией: более тяжелые элементы опустились к ядру, а более легкие поднялись к земной коре.
Однако 3,2 миллиарда лет назад эти слои начали повторно смешиваться: тектоника плит заталкивала плиты коры обратно в мантию, а такие силы, как вулканизм, поднимали элементы мантии на поверхность.
Исследователи также обнаружили, что инициирование этого процесса было сложным и не обязательно происходило в одно и то же время по всей планете. Новые результаты, опубликованные в журнале Earth-Science Reviews , показывают, что исследователям необходимо перекалибровать систему датирования уран-тор-свинец, чтобы уловить эти нюансы.
«Если мы не будем относиться к этому внимательно, у нас может быть ошибка в возрасте на десятки миллионов или сотни миллионов лет», — сказал Ли.
В настоящее время исследователи используют компьютерное моделирование, чтобы понять, как тектоника плит, вероятно, началась 3,2 миллиарда лет назад. Охлаждение планеты от океана магмы до чего-то более умеренного и твердого, возможно, сыграло важную роль, сказал Ли.
«Наша первая мотивация — задокументировать, как вся Земля эволюционировала от раннего красного шара через тектонику плит до зеленого мрамора, который у нас есть сейчас», — сказал он.
Обсудим?
Смотрите также:
