Прошло исследование: создание континентов началось в первые 500 млн лет Земли
Комплексный анализ древнейших минералов — цирконов, более устойчивых, чем алмаз, — предоставил наиболее убедительные химические доказательства того, что процессы формирования континентов и переработки земной коры уже действовали в гадейский эон. Исследование, опубликованное в Nature, ставит под сомнение прежние геодинамические модели, которые представляли раннюю Землю как почти неподвижную твёрдую оболочку без значительных континентов.
Работа, выполненная геологами из Университета Висконсин–Мэдисон, была сосредоточена на цирконах из района Джек-Хиллс в Западной Австралии. Эти кристаллы возрастом более 4 млрд лет — единственная сохранившаяся минералогическая летопись самого раннего периода Земли. Они содержат химические следы условий, в которых формировались исчезнувшие магмы.
Прорыв стал возможен благодаря новым аналитическим техникам и использованию масс-спектрометра WiscSIMS, позволяющего измерять содержание микроэлементов в объектах нанометрового масштаба. Учёные определили концентрации гафния, кислорода и изотопов лития в отдельных кристаллах — маркеров, отражающих характер магматической среды. По словам Джона Вэлли, ведущего автора исследования, химия большинства цирконов несовместима с происхождением из примитивной мантии: она соответствует эволюционировавшей континентальной коре. Эти данные указывают на связь их формирования с процессами, аналогичными субдукции.
Сравнение с гадейскими цирконами из кратона Каапваал в Южной Африке показало важное различие: африканские образцы несут примитивный химический след, связанный с мантийными плюмами, тогда как австралийские демонстрируют влияние переработанной коры. Это значит, что ранняя Земля не была однородной — в разных регионах действовали разные тектонические режимы.
Вэлли предполагает, что ранняя субдукция могла быть локальной и приводилась в движение мантийными плюмами. Такой механизм создавал протоконтиненты и вызывал конвекции у основания молодой коры, втягивая поверхностные породы вниз. По сути, это был ранний механизм рециклинга земной коры, хотя и отличавшийся от современной тектоники плит.
Последствия этих выводов значимы: для субдукции должен существовать поверхностный материал, а химия цирконов указывает на наличие влажной континентальной коры. Погружение увлажнённых пород в глубины вызывало их обезвоживание и запускало процессы плавления, формировавшие гранитные магмы. Граниты стали основой первых континентов, отличающихся плавучестью и способных удерживаться над уровнем моря.
Эти данные свидетельствуют о раннем появлении стабильных сушевых участков и косвенно говорят о существовании жидкой воды на поверхности уже в гадее. Это значительно расширяет временные рамки, в которых могли возникнуть условия, подходящие для жизни. Хотя исследование не определяет момент её появления, цирконы Джек-Хиллс демонстрируют, что подходящая среда сформировалась за сотни миллионов лет до самых древних известных окаменелостей возрастом около 3,5 млрд лет.
Вэлли подчёркивает, что между формированием Земли и появлением первых явных признаков жизни могло существовать почти 800 млн лет обитаемой среды — периода, который пока не имеет ископаемых подтверждений.
Рекомендуем также:
Последние новости Перми уже в твоем телефоне - подписывайся на телеграм-канал «Пермь Новости»
