Земная кора была нестабильна в архейском эоне и каплями опускалась в мантию

Температуры мантии Земли в архейском эоне, который начался около 4 миллиардов лет назад, были значительно выше, чем сегодня. Согласно новым модельным расчетам, кора, формировавшаяся в тех условиях, была настолько плотной, что её большие части перерабатывались обратно в мантию. К такому выводу пришел доктор Тим Джонсон, изучающий эволюцию земной коры в группе профессора Ричарда Уайта в Институте геонаук Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце.

Поскольку температуры мантии были выше, первичная кора того времени должна была быть очень толстой и богатой магнием. Однако, как объясняют авторы в статье в Nature Geoscience, очень мало этой коры сохранилось, что указывает на её переработку в мантию. Сохранившаяся архейская кора, например в северо-западной Шотландии и Гренландии, состоит в основном из тоналит-трондъемит-гранодиоритовых комплексов (TTG), которые происходят из гидратированного, бедного магнием базальтового источника, а не из богатой магнием первичной коры.

С помощью термодинамических расчетов и новых геодинамических компьютерных моделей ученые установили, что минеральные ассоциации у основания 45-километровой богатой магнием коры были плотнее нижележащей мантии. Модели показывают, что при температурах мантии выше 1500–1550 °C основание такой коры становилось гравитационно неустойчивым и опускалось в мантию в процессе деламинации, подобно каплям. Это вызывало встречный подъем мантийного материала, плавление и формирование новой коры.