Результаты исследования указывают на то, что уже на ранних стадиях развития планеты происходили движения и столкновения плит, которые привели к образованию океанических плато.
Ученые провели экспериментальную работу с аналогами океанических плато. Это большие плоские возвышения с крутыми краями, которые представляют собой раннюю базальтовую кору, образовавшуюся в эоархее (3,6–4 млрд лет назад).
Исследователи подвергли примитивные базальты океанических плато юго-западной части Тихоокеанского плато Онтонг-Ява экспериментам по плавлению при высоких температурах и давлении.
Оказалось, что континентальная кора не могла образовываться при давлении <1,4 гигапаскаля (ГПа) на глубине до 50 км. Ученые пришли к выводу, что тектоника плит, пусть даже в примитивной форме, существовала 4 млрд лет назад.
Известно, что тектоника плит ответственна за эрозию, отложение, горообразование и вулканическую активность, которые играют различную роль в формировании континентальной коры. Поэтому ученые предполагают, что газы, выделяющиеся в результате вулканизма, особенно окись углерода и метан, возможно, помогли зарождению жизни на Земле. Они стали источником пребиотических молекул, которые привели к появлению первых микробных организмов.
Моделирование также предполагает, что ранние магмы подвергались фракционной кристаллизации по мере того, как они поднимались сквозь земную кору, в результате чего кристаллы отделялись от жидкой магмы, в результате чего оставшийся пул магмы обеднялся определенными элементами, использованными в исходных кристаллах, поэтому состав постоянно менялся по мере формирования новых кристаллов.
Благодаря этому исследовательская группа определила кристаллизацию амфибола как основную причину частичного плавления, поскольку это водный минерал, который мог быть включен в кору путем опрокидывания и захоронения. Это соответствует признакам известных эоархейских вулканических пород, таких как тоналиты и трондьемиты.
Существуют три возможных способа формирования эоархейской континентальной коры — сагдукция (плотная кора погружается в мантию под действием силы тяжести); перекрытие континентальной коры на границе сходящейся плиты, где она менее плотная, чем подстилающая мантия; и неглубокая субдукция на границе сходящейся плиты. Новое исследование поддерживает обе модели перекрытия и неглубокой субдукции.
Возможные способы формирования эоархейской континентальной коры.
а) Сагдукция (плотная кора погружается в мантию под действием силы тяжести),
b) перекрытие континентальной коры на границе сходящейся плиты, где она менее плотная, чем подстилающая мантия,
и c) неглубокая субдукция на границе сходящейся плиты.
Новое исследование поддерживает обе модели b и c. Изображение: Хасти и др. 2023 и Натман 2023.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.
По информации https://hightech.fm/2023/09/19/plate-tectonics-billion-years-life
