Исследователи изучили крошечные капсулы времени, найденные в древнейших известных кристаллах, в попытке ответить на вопрос, который разделяет ученых: когда тектонические плиты Земли начали двигаться?
Тектоника плит — это научная теория, объясняющая, как основные формы рельефа создаются в результате подземных движений Земли. Недавние открытия показывают, что тектоника плит сыграла решающую роль в создании пригодной для жизни Земли, на которой мы живем, и что она способствовала созданию нашей уникальной, защищающей жизнь атмосферы и невероятно стабильной температуры, подобной Златовласке; не слишком жарко, не слишком холодно.
Континенты были сформированы тектоникой плит, что, в свою очередь, привело к созданию береговых линий и движению приливов и отливов. Процесс столкновения плит — одна уходит под другую (субдукция) — привел к тому, что океаны изобилуют сложной жизнью. И когда происходит субдукция, генерируется магма, создавая вулканы. Активность тектонических плит может происходить даже на других планетах.
Но ученые расходятся во мнениях относительно того, когда началась активная тектоника плит. Некоторые говорят, что это было около 3 миллиардов лет назад; другие говорят, что это было 1 миллиард лет назад или меньше.
Исследователи из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк углубились в тектонику плит, чтобы определить, происходило ли это явление в то время, когда на Земле зародилась жизнь.
«Динамическая тектоническая природа современной Земли — одна из причин существования жизни сегодня», — сказал Вриджу Чоудхури, ведущий автор исследования. «Изучение геодинамики и литологического разнообразия ранней Земли может привести к открытию того, как впервые зародилась жизнь на нашей планете».
Исследователи изучили информацию, скрытую в маленьких кристаллах циркона Гадея из Джек-Хиллз, гряды холмов на Среднем Западе Западной Австралии. Гадейские цирконы, самый древний из сохранившихся материалов земной коры гадейского эона Земли, образовались около 4,39 миллиарда лет назад. Это крошечные капсулы времени, самый известный источник самого древнего материала земного происхождения, обнаруженного на сегодняшний день.
Земля — единственная известная нам планета, чья подвижная верхняя кора регулярно разрушается и создается, доставляя важнейшие элементы. подобно железу и магнию от внутренней части к поверхности. Тектоника плит плавит и смешивает горные породы, образуя магму с определенным химическим составом, что может указывать на тип тектоники, которая ее создала.
Исследователи сначала датировали кристаллы циркона, а затем работали в обратном направлении, чтобы определить химический состав магм, из которых были созданы кристаллы (материнские магмы). В этом исследовании возраст кристаллов составлял от 3,8 до 4,2 миллиарда лет. Исследователи впервые учитывают исходную магму.
«Исходные магмы гораздо более прямые и надежные, потому что они ближе к источнику — фактическому тектоническому стилю», — сказал Чоудхури. «Наше исследование описывает содержание изотопов кремния и кислорода в цирконах и содержание микроэлементов в исходных магмах, которые ранее не были объединены и представлены».
Исследователи обнаружили химическое сходство между магмами ранней Земли и современные магмы, созданные активными тектоническими плитами на Аляске, в Японии и в Андах, что обеспечивает сравнение между тогда и сейчас.
«Это предполагает тектоническую преемственность от древних времен до наших дней», — сказал Дастин Трейл, соавтор автор исследования. «То есть наше исследование показывает, что Земля миллиарды лет назад могла действовать так же, как и сегодня».
Выводы исследования не позволяют определить, существовала ли жизнь, когда началась тектоника плит, но исследователи скажем, их данные предоставляют химические доказательства того, что тектоника плит могла произойти более 4,2 миллиарда лет назад, что может в какой-то мере помочь урегулировать спор.
Тем не менее, учитывая решающую роль тектоники плит в формировании и поддержании жизни на Земля, данные исследования могут быть важны для поиска обитаемых экзопланет.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
