Модель континентальной коры проливает свет на процессы, происходившие три-четыре миллиарда лет назад

Впервые ученым из ETH Zurich удалось воссоздать формирование континентальной коры в архейскую эру с помощью компьютерного моделирования. Модель помогает лучше понять процессы, происходившие три-четыре миллиарда лет назад.

Современное формирование континентальной коры можно исследовать в рамках тектоники плит. Однако оставалось неясным, как кора могла формироваться в архее, период 3–4 миллиарда лет назад, когда тектоники плит не существовало.

В журнале Nature геофизики под руководством Антуана Розеля представили компьютерную модель, которая, вероятно, подогреет научные дебаты. Их модель впервые позволила воссоздать образование древней континентальной коры, что ранее было особенно сложной задачей.

Для своей модели исследователи вдохновлялись двумя противоположными подходами. Один постулирует, что архейская кора наращивалась исключительно за счет вулканической активности, как предполагается на спутнике Юпитера Ио. Другой подход, напротив, предполагает, что новая кора формировалась путем накопления магмы, остающейся теплой в коре, что может быть случаем на Венере.

Симуляции ученых ETH не подтвердили ни одну из крайних позиций, поскольку ни один из подходов не дает состава коры, соответствующего полевым наблюдениям.

«Породы первичной континентальной коры могли формироваться только в относительно узко определенных условиях температуры и давления. В обеих крайностях этих условий не существует, — объясняет Розель. — Идеальная ситуация возникает, когда кора создается смесью двух механизмов, предпочтительно когда около 30% новой коры формируется вулканизмом». Это приводит к составу пород, подобному найденному, например, на западном побережье Гренландии.

Для расчетов модели исследователям пришлось пойти на компромиссы. Хотя модель глобальна, она является только двумерной. «Если бы мы захотели высокого регионального разрешения и трехмерной модели, нам пришлось бы запускать вычисления на суперкомпьютере в течение десяти лет», — говорит Розель. В модели учитывались различные параметры, такие как температура, давление, содержание воды в породе и ее вязкость.