Держать под крышкой: Спор о древнейших породах Земли

Новые данные проливают свет на процессы, сформировавшие древнейшую породную и минеральную летопись Земли, которые повлияли на раннюю эволюцию жизни.

Происхождение древнейших пород возрастом 4.56–3.6 млрд лет (гадей и эоархей) остается предметом спора. Одна гипотеза объясняет их формирование процессами, аналогичными современным, но при более высоких температурах. Конкурирующая точка зрения предполагает принципиально иной режим — модель «застойной крышки» (stagnant-lid), при которой движение тектонических плит периодически останавливалось, но вулканическая активность продолжалась.

Ключевую роль в дебатах сыграл анализ древних цирконов из региона Джек-Хиллс в Западной Австралии возрастом до 4.4 млрд лет. Хотя их химия изначально намекала на наличие гранитов и, возможно, раннюю тектонику плит, более тщательное исследование показало, что они происходят в основном из базальтовой коры, которая оставалась стабильной на протяжении сотен миллионов лет. Недавнее исследование в Earth and Planetary Science Letters с использованием изотопов неодимия подтвердило, что химическое перемешивание в недрах Земли в гадее было гораздо медленнее, чем предсказывает модель тектоники плит, и лучше соответствует модели «застойной крышки». Аномально долгое время, потребовавшееся для смешения в мантии таких элементов, как платина и палладий (до ~2.9 млрд лет назад), также поддерживает эту идею.

Понимание ранней тектоники имеет критическое значение. Крупнейшие месторождения Австралии (золото, никель, железистые кварциты) сформировались в ту эпоху, когда Земля была другой планетой. Кроме того, жизнь, судя по данным изотопов углерода, могла возникнуть ~3.8 млрд лет назад — в период, когда тектоники плит, возможно, не было, а атмосфера была непригодна для дыхания. Это ставит под сомнение представление о том, что активная тектоника плит является обязательным условием обитаемости планеты.