(Намного) более ранняя дата рождения тектонических плит

Геофизики из Йельского университета сообщили, что постоянно движущаяся подземная сеть тектонических плит Земли прочно сформировалась более 4 миллиардов лет назад — как минимум на миллиард лет раньше, чем принято считать.

Тектонические плиты — это крупные плиты горных пород, встроенные в земную кору и верхнюю мантию. Их взаимодействие формирует все современные массивы суши и влияет на основные черты планетарной геологии — от землетрясений и вулканов до возникновения континентов. В новом исследовании, опубликованном в Science Advances, учёные нашли свидетельства начала роста континентов уже 4,4 миллиарда лет назад, что указывает на раннее начало тектоники плит.

Понимание времени начала тектоники плит на Земле — фундаментально сложная проблема, поскольку с углублением в прошлое остаётся меньше геологических записей. В качестве надёжного индикатора активности плит авторы использовали рост континентов, так как наращивание континентальных масс возможно только в процессе длительного погружения окружающих поверхностных пород — субдукции, которая является ключевым механизмом тектоники плит.

Исследователи создали геохимическую модель ранней Земли на основе аргона — инертного газа, который выделяется континентальными массивами в атмосферу. Поскольку аргон слишком тяжёл, чтобы покинуть гравитационное поле Земли, он накапливается в атмосфере, выступая своеобразной геохимической летописью. Модель учитывала накопление в атмосфере изотопа ⁴⁰Ar, образующегося при радиоактивном распаде ⁴⁰K (калия), содержащегося в коре и мантии континентов.

Особой сложностью при создании симуляции было учёт эффектов геологического процесса «круговорота коры» — цикла, при котором континентальная кора наращивается, затем размывается в осадки и в конечном итоге возвращается в недра движениями тектонических плит. Модель должна была отделить выбросы аргона, связанные с этим рециклингом, от выбросов, связанных непосредственно с ростом континентов.