Ученые: Раньше Земля не имела тектонических плит
Ученые предполагают, что раньше Земля не имела современных тектонических плит, а состояла из одной твердой оболочки. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Сегодня Земля является динамичной планетой с наружным слоем, состоящим из гигантских плит, которые иногда соскальзывают, порождая землетрясения и извержения вулканов. Другие отделения на подводных горных хребтах, где расплавленная порода растекается от центров крупных морских бассейнов.
Но новые исследования показывают, что это не всегда было так. Вместо этого, вскоре после того, как Земля была сформирована и начала остывать, первый наружный слой планеты был один, с твердой деформируемой оболочкой. Позже эта оболочка начала распадаться и трескать более широко, что привело к современным тектоническим плитам.
Исследование является последним в давней дискуссии в геологическом научном сообществе: образовались ли тектонические плиты сразу (теория, известная как униформизм), или Земля сначала прошла через длинную фазу с твердой оболочкой, охватывающей всю планету? Новые результаты показывают, что модель твердой оболочки ближе всего к реальности.
"Модели первой континентальной коры, как правило, делятся на две группы: те, которые вызывают тектонику, то есть современные пластины, и те, которые не вызывают. Наше исследование поддерживает последнее - «застойную крышку», образующую внешнюю оболочку планеты на ранних этапах истории Земли", - сказал Майкл Браун, соавтор исследования.
Для достижения этих выводов, Браун и его коллеги из Университета Куртина изучали горные породы, собранные из террейна Восточного Пилбара, большой площади древней гранитной коры, расположенной в западной Австралии. Скалы здесь являются одними из самых старых, в пределах от 3,5 до 2,5 млрд лет (Земля имеет примерно 4,5 миллиарда лет). Исследователи специально подобрали граниты с химическим составом, которые обычно ассоциируются с вулканическими дугами - верный признак тектонической активности пластины.
Предыдущие исследования предположили, что базальт может быть источником пород для гранитов в террейне Пилбара, из-за сходства в их химическом составе. Браун и его коллеги задались целью проверить это, но и испытать еще одно давнее предположение: может ли базальт как-нибудь расплавится с образованием гранита в некотором роде, кроме субдукции базальта под поверхностью Земли? Фазовые равновесия являются точным описанием того, как это вещество ведет себя при различных условиях температуры и давления, в том числе температуре, при которой начинается плавление, полученного количество расплава, и его химического состава.
Используя базальты и граниты Пилбара в качестве отправной точки, Браун и его коллеги построили ряд модельных экспериментов, чтобы отразить то, что, возможно, происходило на древней Земли без тектонических плит. Их результаты свидетельствуют о том, что, на самом деле, граниты Пилбара могли образоваться из базальтов. Если говорить более конкретно, это преобразование могло произойти при давлении и температуре, которые согласуются с «застойной крышкой» или одной оболочкой, охватывающей всю планету.
