Мир без континентов: около 3,2 миллиардов лет назад Земля, вероятно, была водной планетой - миром без больших массивов суши. Новым подтверждениями этого стали образцы австралийских горных пород того периода. В них содержится избыток тяжелого изотопа кислорода О-18, что, по мнению исследователей, говорит о чисто океаническом круговороте воды и кислорода, пишет журнал Nature Geoscience.
Так как же выглядела ранняя Земля? Очевидным кажется то, что около четырех миллиардов лет назад наша планета остыла настолько, что уже смогла образоваться первая земная кора. Но из-за проливных дождей и при ударах о Землю комет и астероидов с «завозной» водой эта кора быстро покрылась водой. В результате образовалось первобытное море. Но до сих пор предметом споров оставалось то, когда из этого океана возникли первые континенты - некоторые исследования предполагают их раннее возникновение, другие же утверждают, что первые массы суши появились из всеземного моря только около 2,4 миллиарда лет назад.
Первобытная океаническая кора как капсула времени
И вот теперь исследователи нашли новые подтверждения того, что Земля действительно была водной планетой, по крайней мере, 3,2 миллиарда лет назад. Бенджамин Джонсон и Босвелл Винг из Университета Колорадо в Боулдере исследовали значения изотопов из образцов горных пород из Кратона Пилбара в Австралии. Эта горная порода является одной из древнейших пород земной коры. «Да, у нас нет образцов достаточно древней морской воды, но у нас есть камни, которые в то время взаимодействовали с морской водой и сохраняли следы такого взаимодействия», - объясняет Джонсон.
Для своего исследования ученые взяли более 100 образцов из реликта древней океанской коры в области Пилбара, возраст которой составляет 3,24 миллиарда лет. Они проанализировали их на предмет соотношения в них изотопов кислорода О-16 и О-18. Среди прочего, это значение может предоставить информацию о прошлых температурных условиях, а также о геохимических процессах, таких как выветривание или отложение осадков.
Избыток O-18 указывает на отсутствие сухопутных масс
Результат оказался таковым: доисторическая морская вода содержала избыток О-18 - примерно 3,3 частицы на тысячу, сообщают исследователи. Соответственно, геохимические процессы, которые сегодня преимущественно связывают этот изотоп кислорода и, таким образом, удерживают его вне океана, в то время явно отсутствовали. Исследователи проверили, что же это было, используя различные сценарии с использованием моделирования.
Оказалось, что лучший способ объяснить обогащение праокеана изотопом O-18 - это то, что в то время не существовало больших территорий суши. Такие процессы, как выветривание и глинистые почвы, которые преимущественно связывают более тяжелый изотоп кислорода, также отсутствовали. По словам ученых, их результаты предполагают, что наша планета могла быть около 3,2 миллиарда лет назад почти абсолютным водным миром.
«Ничто не станет спорить с тем, что первые мини-континенты уже выступали над поверхностью воды», - подчеркивает Винг. Но большие участки суши в то время явно отсутствовали.
Два состояния равновесия
Соответственно, наша планета, вероятно, пережила две фазы своего развития. Сначала это был почти чистый водный мир, а только потом появились первые континенты. «Водный цикл Земли мог пройти через два различных равновесия - одно до, а другое после появления континентов», - говорят Джонсон и Винг.
Однако это все еще не дает ответа на вопрос о том, когда началась тектоника плит и появились первые континенты. Потому что все данные о первых участках суши находятся в неоархейских слоях, то есть явно уже после того периода, который рассматривается сейчас. Поэтому Джонсон и Винг теперь хотят повторить свой анализ, но уже для следующих, более молодых скальных пород. «Закрыть эту дыру в наших знаниях - это крайне важная задача», - считает Джонсон.
