GPL: земная кора и тектонические плиты формировались постепенно
По данным исследовательской группы под руководством Пенсильванского университета, земная кора продолжала медленный процесс переработки в течение миллиардов лет, вместо того чтобы быстро замедлить свой рост около 3 миллиардов лет назад. Новое открытие противоречит существующим теориям, которые предполагают быстрое формирование тектонических плит в более раннем периоде истории Земли, говорят ученые. Результаты исследования были опубликованы в журнале Geochemical Perspectives Letters.
По словам ведущего автора Джесси Рейминка, доцента кафедры геонаук, эта работа может помочь ответить на фундаментальный вопрос о нашей планете и дать ключ к разгадке формирования других планет.
«Доминирующая теория указывает на точку перегиба около 3 миллиардов лет назад, подразумевая, что у нас была застойная планета-крышка без тектонической активности до внезапного перехода к тектоническим плитам», — сказал Рейминк. «Мы показали, что это не так».
Чтобы составить схему строения земной коры – или кривой роста земной коры – исследователи обратились к более чем 600 000 образцам, составляющим базу данных записей о горных породах Земли. Исследователи по всему миру, в том числе из Пенсильванского университета, проанализировали каждый образец горной породы, чтобы определить геохимическое содержание и возраст. Исследователи предпочли образцы горных пород образцам минералов, что послужило основой для теории более внезапного образования, поскольку, по их словам, записи горных пород более чувствительны и менее подвержены систематическим ошибкам в этих временных масштабах.
Зная, что надежность минеральной летописи со временем снижается, исследователи воссоздали кривую роста земной коры, используя записи о горных породах. Для этого они разработали уникальный метод определения того, как магматические породы, возникшие миллионы лет назад, перерабатывались и реформировались с течением времени: экспериментально демонстрируя, как одна и та же порода может меняться по-разному с течением времени.
Породы могут преобразовываться разными способами, например, путем выветривания в отложения или переплавления в мантии, поэтому исследователи использовали эти экспериментальные данные для создания новых математических инструментов, способных анализировать записи горных пород и определять различия в изменениях образцов.
«Мы подсчитали, сколько изменений произошло, взглянув на состав магматических пород по-новому, выявив долю отложений», — сказал Рейминк.
Они использовали эти расчеты для калибровки переработок, зафиксированных в записях о породах. Затем исследователи рассчитали кривую роста земной коры, используя новое понимание того, как реформировались горные породы. Они сравнили недавно рассчитанную кривую со скоростью роста, полученной из данных о полезных ископаемых другими экспертами.
Работа Рейминка и его команды показывает, что земная кора следует по пути мантии — слоя, на котором находится кора, — что предполагает корреляцию между ними. По словам Рейминка, это не первый случай, когда геологи предполагают более постепенный рост земной коры; однако это первый раз, когда в подтверждение этого используется рок-пластинка.
«Наша кривая роста коры совпадает с данными о росте мантии, поэтому кажется, что эти два сигнала перекрываются таким образом, чего не было при использовании минеральной летописи для создания кривой роста коры», — сказал Рейминк.
Рейминк предупредил, что исследование улучшает то, что понимают исследователи, но это не главное и не конечная цель исследований роста земной коры. Просто слишком мало данных, чтобы говорить об огромном времени и пространстве земной коры. Однако, по словам Рейминка, дальнейший анализ существующих данных может помочь в исследованиях других планет. Венера, например, не имеет тектонических плит и может быть современным примером ранней Земли.
«Когда Земля и Венера стали разными?» — спросил Рейминк. «И почему они стали другими? Скорость роста коры во многом влияет на это. Она говорит о том, как, что и почему планеты развивались по разным траекториям».
Обсудим?
Смотрите также:
