Анализ древних минералов показал начало тектоники плит 3,6 млрд лет назад
Современная тектоника плит, определяющая особенность Земли и ее уникальную способность поддерживать жизнь, возникла примерно 3,6 миллиарда лет назад, доказали ученые Смитсоновского института в исследовании, опубликованном 14 мая в журнале Geochemical Perspectives Letters.
Земля — единственная известная планета, на которой происходит тектоника плит. Ни одно другое планетарное тело, известное науке, не имеет динамической земной коры, которая разделена на континентальные плиты, которые движутся, разрушаются и сталкиваются друг с другом.
Но когда и как началась тектоника плит, пока еще остается невыясненным. В новом исследовании для изучения данного вопроса ученые использовали цирконы, самые древние минералы, когда-либо найденные на Земле.
Самым старым цирконам в исследовании, которые были получены из холмов Джек-Хиллз в Западной Австралии, было около 4,3 миллиарда лет, что означает, что эти почти неразрушимые минералы образовались, когда сама Земля находилась в зачаточном состоянии, всего около 200 миллионов лет.
Чтобы выявить возраст и химический состав каждого циркона, исследователи собрали 15 камней с холмов Джек-Хиллз и разделили их на мельчайшие составные части-минералы. Потом ученые протестировали более 3500 цирконов, каждый из которых имел ширину всего в пару человеческих волосков, взорвав их с помощью лазера, а затем измерив их химический состав с помощью масс-спектрометра.
Возраст циркона можно определить с высокой степенью точности, потому что каждый из них содержит уран. Радиоактивная природа урана и хорошо измеренная скорость распада позволяют ученым реконструировать время существования этого минерала.
Содержание алюминия в каждом цирконе также представляло интерес для исследовательской группы. Проанализировав результаты сотен полезных цирконов из тысяч протестированных, ученые обнаружили заметное увеличение концентрации алюминия примерно 3,6 миллиарда лет назад.
«Этот композиционный сдвиг, вероятно, знаменует начало тектоники плит в современном виде и потенциально может сигнализировать о появлении жизни на Земле, — сказал геолог-исследователь из Смитсоновского национального музея естественной истории Майкл Акерсон. — Но нам нужно будет провести гораздо больше исследований, чтобы определить связь этого геологического сдвига с происхождением жизни».
Наличие алюминия в цирконах, ученые посчитали верным свидетельством начала тектонических процессов на Земле, по причине того, что цирконы с высоким содержанием алюминия могли образоваться только в результате плавления горных пород на глубине под поверхностью Земли.
Акерсон считает, что признак того, что горные породы плавятся глубже под поверхностью Земли, означает, что кора планеты становится толще и начинает остывать, и что это утолщение земной коры было вызвано переходом к современной тектонике плит.
