Экология 4 миллиарда лет назад наша планета была совсем не такой, как сегодня: она была намного горячее и непригодна для жизни даже для самых живучих существ. Знакомых пейзажей, к которым мы привыкли сегодня, просто не существовало.
В тот период, получивший название архейский эон, первые континенты начали соединяться друг с другом на поверхности Земли. Каким образом это происходило, остается на протяжении длительного времени самым обсуждаемым вопросом для геофизиков.
Сегодня ученые из Германии, кажется, нашли ответ на этот вопрос: скорее всего, континенты появились не из-за того, что вода испарилась, а медленно поднялись из земной коры на поверхность.
Для того, чтобы изучить самые древние континентальные породы, группа ученых под руководством Торстена Нагеля (Thorsten Nagel), геолога из Университета Бонна, обратила внимание на юго-западный регион Гренландии Исуа. В этом районе находятся самые древние и лучше всего изученные породы Земли. Более того, старые континентальные породы Исуа находятся рядом с древними базальтами, породами, из которых состоит океаническое дно.
Нагель сообщил, что самые древние континентальные породы Земли, по-видимому, образовались из древнего, частично расплавленного базальта.
Благодаря тому, что ученые обнаружили два типа древних пород рядом, это дало возможность сравнить их состав и выяснить, как базальты могли расплавиться, чтобы сформировать континентальные породы. Базальты (и остальные породы) формируют разные расплавленные смеси при разных температурах и разном давлении, поэтому конечный состав породы может подсказать, насколько глубоко в недрах Земли они образовались.
Нагель и его коллеги провели серию компьютерных экспериментов, чтобы определить, что могло бы произойти с древними базальтами Исуа, если бы они расплавились на различной глубине. Они создали модели расплавленного базальта на глубине 100 километров, на которой сформировались самые древние континентальные породы, по мнению большинства геофизиков, а также на глубине 30-40 километров. Результаты этих экспериментов удивили ученых.
"Самая простая модель сразу же помогла объяснить все геохимические данные", - сообщили исследователи.
Когда ученые расплавляли базальт на большей глубине, его состав не совсем совпадал с тем, что они нашли на Исуа. Расплавленные базальты на меньшей глубине полностью совпали по композиции с образцами континентальных пород, которые были найдены в этом регионе.
Главным отличием между двумя моделями было то, что на большей глубине ранние континенты должны были сформироваться в пределах мантии в зонах субдукции – то есть где одна тектоническая плита врезается в мантию под другой плитой. На меньшей глубине молодые континенты просто приподнялись над поверхностью земли в зоне земной коры, а не мантии.
Новая модель ставит перед учеными другой вопрос: а были ли на молодой Земле зоны субдукции? Нагель точно не уверен, было ли это так, возможно ученым еще не все известно о том, какой была наша планета на ранней стадии развития.
"Современная планета и ее топография, климат и распределение по ней суши и моря сформированы благодаря современным тектоническим плитам, - сказала Нагель. – Молодая планета была определенно более горячей, чем сегодня, и это могло оказывать влияние на то, каким образом работали тектонические плиты. Пока нам сложно ответить на этот вопрос".
