Ученые раскрыли тайну образования континентов

Ученые из Университета Кертина, анализировавшие кристаллы минерала циркона в породах кратона Пилбара на западе Австралии, подтвердили давнюю гипотезу о том, что земные континенты сформировались в результате ударов гигантских метеоритов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Земля — единственная известная нам планета, имеющая континенты — крупные массивы коры, по большей части расположенные выше уровня Мирового океана, в то время как остальная периферийная часть находится ниже. И хотя это, вероятно, первое, что бросается в глаза при взгляде на нашу планету из космоса, ученые до сих пор спорят, как же эти континенты образовались.

Авторы одной из более ранних работ предполагали, что первые суперконтиненты появились в результате субдукции (поддвигания) и тектоники плит. Однако австралийские и бельгийские ученые в 2020 году допустили, что континенты стали результатом совершенно другого процесса. Исследователи измеряли изотопы железа и цинка в горных породах, добытых в Центральной Сибири и Южной Африке: тогда химический состав образцов показал, что они формировались в несубдукционной среде.

Теперь другая команда из Университета Кертина при помощи анализа состава изотопов кислорода в кристаллах циркона из кратона Пилбара — наиболее древнего из известных участков коры планеты возрастом 2,5-4,0 миллиарда лет назад — нашли доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты.

Они выявили «нисходящий» процесс, который стартовал с плавления пород ближе к поверхности 3,4-3,6 миллиарда лет назад («указывает на кристаллизацию из эволюционировавшей магмы, происходящей из гидротермально измененной базальтовой коры, такой как в современной Исландии») и затем, в период 3,0-3,4 миллиарда лет назад, распространялся глубже, о чем говорят слои 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.

«Три четверти или более современного объема континентальной коры формировались в архейский эон (2,5-4,0 миллиарда лет назад), когда, по мнению многих, поверхность Земли была почти полностью покрыта важнейшим компонентом — водой. Древнейшая сохранившаяся континентальная кора в основном состоит из натриевых гранитов серии тоналит-трондьемит-гранодиорит, образовавшихся в результате частичного плавления гидратированных базальтовых пород (амфиболитов) на глубинах около 25-50 километров», — подытожили ученые.