Новое исследование горных пород, сформировавшихся миллиарды лет назад, позволяет по-новому взглянуть на то, как тектоника земных плит, или движение больших кусков внешней оболочки Земли, развивалась на протяжении 4,56 миллиардов лет истории планеты.
Отчет о результатах, опубликованный 7 августа в журнале Nature, показывает, что, в отличие от предыдущих исследований, которые говорят, что тектоника плит действовала на протяжении всей истории Земли или что она возникла всего 0,7 миллиарда лет назад, тектоника плит на самом деле развивалась в течение последних 2.5 миллиардов лет. Эта новая временная шкала влияет на модели исследователей для понимания того, как изменилась Земля.
«Один из ключевых способов понять, как Земля эволюционировала, чтобы стать планетой, которую мы знаем, - это тектоника плит», - говорит Роберт Холдер, научный сотрудник в области наук о Земле и планетах Университета Джона Хопкинса и первый автор статьи..
Тектоника плит диктует, как континенты расходятся и снова сходятся, помогает объяснить, где происходят вулканы и землетрясения, предсказывает циклы эрозии и циркуляцию океана, а также то, как развивалась жизнь на Земле.
В попытке разгадать тайну того, как и когда на Земле возникла тектоника плит, Холдер и его исследовательская группа изучили глобальную компиляцию метаморфических пород, образовавшихся за последние 3 миллиарда лет в 564 местах. Метаморфические горные породы - это горные породы, которые в процессе захоронения и нагревания глубоко в земной коре превратились в горные породы нового типа. Ученые могут измерять глубину и температуру, при которых образуются метаморфические породы, и тем самым ограничивать потоки тепла в разных местах земной коры. Поскольку тектоника плит сильно влияет на тепловой поток, древние метаморфические породы можно использовать для изучения тектоники плит в прошлом Земли.
Исследовательская группа собрала данные о температурах и глубинах, на которых образовались метаморфические породы, а затем оценила, как эти условия систематически менялись в течение геологического времени. Исходя из этого, команда обнаружила, что тектоника плит, какой мы ее видим сегодня, развивалась постепенно в течение последних 2,5 миллиардов лет.
«Основа большей части нашего понимания мира и его геологических процессов опирается на тектонику плит», - говорит Холдер. «Знание того, когда началась тектоника плит и как она изменилась, влияет на эту структуру».
Ясность того, когда началась тектоника плит и была ли она другой в прошлом Земли, может помочь ученым лучше понять, почему мы находим определенные породы и минералы там, где мы находим их, и как они образовались, говорит Холдер.
Другие авторы этой статьи включают Даниэля Вите из Университета Джона Хопкинса; Майкл Браун из Мэрилендского университета, Колледж-Парк; и Тим Джонсон из Университета Кертина