Согласно новому исследованию, первые континенты Земли, известные как кратоны, возникли из океана между 3,3 и 3,2 миллиарда лет назад, что меняет предыдущие теории о периоде происхождения кратонов, согласно которым, они возникли 2,5 миллиарда лет назад. «Не было никаких сомнений в том, что континенты частично выступали из воды еще 3,4 миллиарда лет назад», — сказал Илья Биндеман, профессор в Университете Орегона, который не принимал участия в исследовании.
И хотя геологи знали, что по крайней мере часть кратонов начала формироваться более 3 миллиардов лет назад, точные сроки и масштабы их появления оставались предметом споров, сказал Биндеман журналу Live Science в электронном письме.
Глобус Земли.pixabay.com
Авторы исследования предполагают, что целые кратоны, а не только небольшие участки земли, возникли из океанов 3,3 миллиарда лет. Новое исследование, опубликованное 8 ноября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), основано на изучении кратона Сингхбхум, в восточной Индии. Небольшие залежы древних осадочных пород ранее были обнаружены в кратоне, и команда хотела определить их точный возраст и природу образования, сказал руководитель исследования Приядарши Чоудхури из Университета Монаша (Мельбурн, Австралия).
Чтобы определить возраст пород, команда исследовала их на предмет крошечных кристаллов, называемых цирконами, которые содержат радиоактивный элемент уран. «Мы извлекаем цирконы из горных пород — это очень утомительный процесс», — сказал Чоудхури. «Вы можете себе представить, что найти цирконы — это все равно, что найти иголку в стоге сена», поскольку кристаллы циркона имеют размеры всего в несколько десятков микрон, что делает их похожими на очень мелкий песок.
После сбора цирконов, их обработали лазером, чтобы понять химический состав, используя метод, называемый масс-спектрометрией. Уран распадается на свинец с фиксированной скоростью, поэтому, исследуя соотношение урана и свинца в каждом образце, ученые смогли определить возраст горных пород. Они подсчитали, что кратон начал формироваться примерно от 3,2 до 3,3 миллиарда лет назад.
Современные континенты Земли.pixabay.com
Однако, ученые не знали, какие силы заставили кратон Сингхбхам возникнуть из океана? Чтобы понять это, авторы взяли образцы вулканических пород из кратонов, то есть пород, образовавшихся в результате кристаллизации горячей магмы. По словам исследователей, химический состав этих вулканических пород кодирует информацию о давлении и температуре, при которых они образовались. Принимая во внимание этот химический состав, ученые создали модель условий формирования кратонов.
Модель предполагает, что около 3,5–3,2 млрд лет назад, горячие шлейфы магмы под корой заставляли части кратона быстро увеличиваться и соединяться с легкими материалами, такими как кремний и кварц. По словам Чоудхури, этот процесс оставил кратон «физически толстым и химически легким» по сравнению с более плотной скальной породой, окружающей его, и, таким образом, вытолкнул его из воды.
Другие кратоны содержат осадочные породы того же возраста, что и кратон Сингхбхум в Индии, включая кратон Каапваал в Южной Африке и кратон Пилбара в Австралии. Основываясь на новом исследовании, вполне возможно, эти кратоны также начали формироваться более 3 миллиардов лет назад, написали авторы. Однако, остаются вопросы относительно того, когда и как кратоны полностью сформировались. Теоретически, открытие новых кратонов поможет решить эти вопросы раз и навсегда.
