Новые исследования подтверждают, что внешняя оболочка Земли уже была фрагментирована и двигалась около 3,5 миллиардов лет назад, отодвигая сроки начала тектоники плит к самым ранним этапам истории планеты. Геоученые, анализируя древние породы в Западной Австралии, обнаружили прямые доказательства движения плит, опровергая прежние теории о ранней структуре Земли.
Ранняя Земля не была сплошной оболочкой
На протяжении десятилетий ученые спорили о том, была ли ранняя земная кора единым, неподвижным «застойным покрытием» или существовала ли какая-то форма движения плит. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, предоставляет самые старые прямые доказательства того, что литосфера – внешняя оболочка Земли – была сегментирована на движущиеся части миллиарды лет назад.
Исследователи изучили более 900 образцов горных пород из кратона Пилбара в Австралии, одного из старейших и лучше всего сохранившихся регионов на Земле. Эта область хранит остатки ранней жизни, включая окаменелые микробиальные маты времен интенсивной бомбардировки планеты астероидами.
Как ученые отслеживали древнее движение плит
Команда использовала высокоточный магнитометр для анализа магнитной ориентации внутри горных пород. Ферромагнитные минералы, подобные крошечным компасным стрелкам, фиксируют направление магнитных полюсов во время их формирования. Нагревая образцы до экстремальных температур, они смогли извлечь эту древнюю магнитную запись.
Анализ показал, что часть формации Ист-Пилбара сместилась на 24 градуса широты (десятки сантиметров в год) и повернулась на 90 градусов по часовой стрелке за 30 миллионов лет. Это движение сопоставимо с современными скоростями движения плит, такими как раздвижение Северной Америки и Евразии.
Последствия для ранней эволюции Земли
Это открытие имеет важные последствия для понимания ранней эволюции Земли. Оно опровергает идею о полностью застойном покрытии, что означает, что границы плит и тектоническая активность существовали гораздо раньше, чем считалось ранее.
Исследование также выявило самое старое известное геомагнитное переключение — изменение в магнитном поле Земли, при котором компасы указывали бы на юг вместо севера. Частота этих переключений 3,5 миллиарда лет назад была ниже, чем сегодня, что указывает на то, что ядро Земли (процесс, генерирующий магнитное поле) работало по-другому в прошлом.
«Мы видим движение тектонических плит, что требует существования границ между этими плитами и того, что литосфера не была единой, неподвижной оболочкой по всей планете… она была сегментирована на различные части, которые могли двигаться относительно друг друга». – Доктор Алек Бреннер, Йельский университет
Хотя точный характер раннего движения плит остается неопределенным (эпизодическим или вялым), это исследование предоставляет решающие доказательства того, что поверхность Земли была динамичной и сегментированной гораздо раньше в своей истории, чем предполагалось ранее. Полученные данные подтверждают идею о том, что тектоника плит сыграла решающую роль в формировании эволюции планеты с самых ранних этапов.
