Ученые из Гарварда два года «запекали» древние австралийские камни в лаборатории и выяснили удивительное: земная кора раскололась на фрагменты и начала двигаться как минимум 3,5 миллиарда лет назад. Это самое раннее прямое доказательство того, что наша планета не была мертвым каменным шаром с цельной скорлупой, а с раннего детства жила активной тектонической жизнью, попутно готовя сцену для появления биологического разнообразия.
Если бы не тектоника плит, Земля была бы невероятно унылым местом — чем-то вроде современной Венеры или Марса. Именно благодаря постоянному движению литосферных плит на нашей планете образуются океаны и горы, извергаются вулканы, а углерод и другие важные элементы курсируют между недрами и атмосферой. Тектоника поддерживает стабильный климат и буквально выносит на поверхность химические «кирпичики», необходимые для эволюции жизни.
Однако геологи десятилетиями спорили о том, когда именно Земля перестала быть монолитным куском камня. Некоторые ученые считали, что в ранней молодости планета была покрыта сплошной жесткой оболочкой (в геологии это называется режимом «застойной крышки», или stagnant lid), а кора растрескалась и пришла в движение намного позже.
Новое исследование, опубликованное в журнале Science, ставит в этом споре жирную и очень древнюю точку.
Чтобы заглянуть в прошлое на 3,5 миллиарда лет назад, исследователям пришлось отправиться в регион Пилбара на западе Австралии. Это одно из немногих мест на планете, где горные породы со времен глубокой древности не переплавились и не погрузились обратно в мантию.
Группа под руководством Алека Бреннера (Alec Brenner) и Роджера Фу (Roger Fu) пробурила и собрала более 900 цилиндрических образцов древней породы. Дальше в дело вступил палеомагнетизм. Дело в том, что когда железосодержащие минералы (например, магнетит) остывают и кристаллизуются из магмы, они выстраиваются вдоль линий магнитного поля планеты, работая как крошечные замороженные компасы. По ним можно понять, на какой широте находился камень в момент своего формирования.
Вернувшись в Гарвард, ученые нарезали образцы на диски, похожие на печенье, и поместили их в сверхчувствительный магнитометр, способный улавливать сигналы в 100 000 раз слабее, чем у обычного компаса. Чтобы «считать» данные из разных эпох жизни камня, исследователям пришлось шаг за шагом нагревать образцы вплоть до 590 градусов Цельсия, попутно измеряя их свойства и обнуляя намагниченность.
«Мы пошли на очень большой риск, — признается доктор Бреннер. — Разбор и размагничивание тысяч образцов занимают годы. Но, черт возьми, это окупилось! Результаты превзошли наши самые смелые ожидания».
Спустя два года монотонного нагревания камней ученые смогли выстроить четкую картину. Выяснилось, что 3,5 миллиарда лет назад участок земной коры, который сейчас является куском Австралии, активно перемещался по разным широтам и вращался.
Это не было просто локальной деформацией — порода двигалась со скоростью и постоянством, характерными именно для дрейфа тектонических плит. Значит, никакой глобальной «застойной крышки» уже тогда не существовало: литосфера Земли была сегментирована на фрагменты, способные скользить друг относительно друга.
Помимо этого, исследователи сделали неожиданный бонусный геофизический срез. Они зафиксировали старейший в истории науки случай геомагнитной инверсии — момента, когда магнитное поле Земли перевернулось, и компас указал бы на юг вместо севера.
Современная планета меняет полюса каждые несколько сотен тысяч лет (последний раз это случилось около 780 тысяч лет назад). Но данные из Пилбары показывают, что 3,5 миллиарда лет назад магнитные перевороты происходили гораздо реже. Это намекает на то, что «геодинамо» в расплавленном железном ядре Земли тогда работало в несколько ином режиме, чем сегодня.
Земля начала двигаться почти на заре своей истории. Авторы работы честно указывают на ограничения: пока нельзя с уверенностью сказать, была ли эта тектоника полностью идентична современной (возможно, плиты двигались медленнее, или периоды активности сменялись долгими паузами). Однако сам факт того, что кора «поехала» уже 3,5 миллиарда лет назад, означает, что наша планета подготовила динамичные условия для зарождения сложной жизни гораздо раньше, чем считалось.
Читайте также: Тектоника плит: зарождение жизни на Земле и поиск братьев по разуму
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
