Геологи из Гонконгского университета раскрыли альтернативный механизм формирования древней континентальной коры.
Геологи из Гонконгского университета совершили прорыв в понимании того, как более 2,5 миллиардов лет назад образовались континенты Земли. Авторы исследования, опубликованного в Science Advances, доказывают, что ранняя континентальная кора формировалась через глубинные процессы плюмы мантии, а не через тектонику плит, которая создает континенты сегодня.
Происхождение континентов долго оставалось загадкой. Исследование дало весомые доказательства, что на юной Земле работал своеобразный геодинамический механизм. Вместо тектонических процессов, тогда преобладали плюмы мантии — высокие колонны горячей, расплавленной породы, поднимающейся из глубин Земли. Исследование также выделяет феномен сагдукции, когда поверхностные породы постепенно погружаются под своим весом в более горячие и глубокие слои планеты.
Команда проанализировала древние гранитоидные породы TTG (тоналит-трондьемит-гранодиорит), которые составляют значительную часть древнейшей континентальной коры. Эти породы, найденные в северном Китае, имеют возраст около 2,5 миллиардов лет. Ученые изучили оттуда крошечные цирконы, которые сохраняют химические сигнатуры о времени их формирования.
Оказалось, что породы формировались в сухих и жарких условиях. Это отличается от зон, где тектонические плиты сталкиваются и одна погружается под другую (зоны субдукции). Изотопы кислорода также указывают на смесь расплавленных океанических и осадочных пород — такое формируется над плюмами мантии, а не в зонах субдукции.
Ученые предложили двухступенчатую модель для объяснения своих открытий. Примерно 2,7 миллиарда лет назад плюм мантии вызвал образование толстых слоев базальта (вулканической породы, богатой железом и магнием) на морском дне. Затем, около 2,5 миллиарда лет назад, другой плюм мантии принес тепло, что вызвало частичное плавление нижних частей этих базальтов. Этот процесс произвел более легкие TTG-породы, которые в конечном итоге сформировали континентальную кору.
«Наши результаты предоставляют убедительные доказательства того, что архейская континентальная кора не обязана была формироваться через субдукцию», — объяснил доктор Динъи Чжао, первый автор статьи.
