Геологи Университета Монаша пролили новый свет на раннюю историю Земли, обнаружив, что континенты были слабыми и склонными к разрушению в младенчестве.
Их исследование, основанное на математическом моделировании, опубликовано сегодня в Nature.
Земля - наш дом, и за свою 4 500 000 000 (4,5 миллиарда) лет истории сформировалась среда, в которой мы живем, и ресурсы, от которых мы зависим.
Однако ранняя история Земли, охватывающая ее первые 1,5 миллиарда лет, остается почти неизвестной и, следовательно, малоизученной.
Это было время образования первых континентов, появления суши, развития ранней атмосферы и появления первичной жизни - все это результат динамики недр нашей планеты, - сказал ведущий автор исследования ARC Future Fellow доктор Фабио Капитанио из Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша.
Воспроизводя условия ранней Земли в компьютерных численных моделях, мы показываем, что выделение внутреннего первичного тепла, в три-четыре раза превышающее современное, вызвало сильное плавление неглубокой мантии, которое затем была выдавлена в виде магмы (расплавленной породы) на поверхность Земли», - сказал он.
По мнению исследователей, неглубокая мантия, оставшаяся после этого процесса, была обезвожена и затвердела и образовала кили первых континентов.
Наши результаты объясняют, что континенты оставались слабыми и склонными к разрушению в зачаточном состоянии, от ~4,5 до ~4,0 миллиардов лет назад, а затем постепенно дифференцировались и становились жесткими в течение следующего миллиарда лет, чтобы сформировать ядро наших современных континентов., - сказал доктор Капитанио.
"Появление этих жестких древних континентов привело к их выветриванию и эрозии, изменению состава атмосферы и снабжению океана питательными веществами, положившим начало развитию жизни."
Доктор Капитанио специализируется на изучении динамики тектоники Земли и движений плит, чтобы лучше понять механизмы, вызывающие изменения отдельных плит или всей Земли.
Работа дополняет знания о формировании суперконтинента и его фрагментации на современные континенты.
Количественная модель, используемая в исследовании, объясняет загадочные степени плавления и слоистую структуру, наблюдаемую в большинстве кратонов на Земле.
Процесс показывает, что континенты остаются слабыми и склонными к разрушению в зачаточном состоянии, затем постепенно тают и дифференцируются, становясь стабильными континентами.
Это объясняет переход от гадея, охватывающего первые 500 миллионов лет истории Земли, когда кора была полностью переработана, к архею (четыре-три миллиарда лет назад), когда формировались твердые континентальные кили и остаются сохраненными во времени.
«Геологические данные свидетельствуют о том, что самые ранние континенты не сохранились и были переработаны в недрах планеты, однако эта тенденция резко изменилась примерно четыре миллиарда лет назад, когда появился самый устойчивый кусок континентов, кратоны», Доктор Капитанио сказал.
От самой ранней континентальной коры Земли, образовавшейся более 4 миллиардов лет назад, остались лишь крошечные кристаллы. Теперь можно объяснить таинственное исчезновение этой корки. Сам процесс образования новой коры, замещающей старую, критически связан с тем, как континенты становились устойчивыми. При извлечении расплава из недр Земли жесткие плоты в мантии формируются под новой корой, защищая ее от дальнейшего разрушения. Образовавшаяся таким образом кора до сих пор сохраняется в ядре современных континентов, кратонов.
Кратоны хранят записи о ранней жизни на нашей планете и в настоящее время составляют очень небольшую часть поверхности.
В Австралии находятся три кратона: кратоны Йилгарн, Пилбара и Голер.