Анализ титана в древних породах переворачивает историю ранней Земли

Новое исследование под руководством геохимиков из Чикагского университета, опубликованное 22 сентября в Science, показывает, что значительная тектоническая активность, вероятно, происходила уже 3,5 миллиарда лет назад — примерно на полмиллиарда лет раньше, чем считалось. Ученые пришли к этому выводу, отследив изотопный состав титана в сланцах разного возраста по всему миру.

Этот вывод важен, поскольку переход от древней океанической коры из темных мафических пород (богатых магнием и железом) к современной континентальной коре из более легких фельзических пород (богатых кремнием и алюминием) напрямую связан с началом тектоники плит. Состав коры, в свою очередь, влиял на поток питательных веществ в океаны, что было критически важно для зарождения и эволюции жизни. Исследование также проливает свет на причины Великого кислородного события.

«Этот результат стал неожиданностью и, безусловно, переворотом в этой дискуссии», — заявил ведущий автор Николя Дофас. Ученые выбрали титан в качестве индикатора, поскольку он не растворяется в воде и не участвует в биологических циклах, что минимизирует искажения данных. Анализ не показал значительных изменений в изотопах титана за последние 3,5 миллиарда лет, что указывает на более раннее формирование фельзической коры.

Полученные данные также позволили реконструировать поступление фосфора — ключевого питательного элемента — в древние океаны. «Фосфор — самый важный лимитирующий питательный элемент в современном океане. Если удобрить океан фосфором, жизнь расцветет», — пояснил Дофас. Исследование предполагает, что основной причиной всплеска фосфора стало постепенное обогащение им извергаемых мафических пород по мере остывания Земли.