Геофізики з Швейцарії, США, Німеччини та Південної Кореї запропонували механізм утворення континентів на Землі. Таким чином вони представили одне з рішень дилеми курки і яйця для планети. Робота вчених дозволяє зрозуміти, чому на ранніх етапах свого існування Земля стала розвиватися в бік придатною для життя планети, а не перетворилася на нежилу Венеру. Результати своїх досліджень автори опублікували в журналі Nature, а коротко про них повідомляється на сайті Science News.
Учені побудували тривимірні термомеханічні чисельні моделі, які показали, що плюми (гарячі потоки речовини, що переміщаються в мантії незалежно від її конвективного течії) могли призвести до утворення перших зон субдукції (лінійних ділянок, де відбувається занурення блоків земної кори один під одного). Геофізики назвали три основні чинники освіти і стійкості зон субдукції.
Перший – негативна плавучість плити літосфери, в результаті чого її субдуцована частина тоне в астеносфері (верхньому шарі мантії) і тягне за собою всю плиту. Другий – витончення літосфери над плюмом. Третє – наявність водної мастила для ефективного ковзання літосферних плит. Все це в умовах гарячої ранньої Землі і рівномірно покриває її поверхню кори допомогло виникнути зонам субдукції і згодом – літосферних плит.
Свої ідеї вчені почерпнули з дослідження величезного родовища океанічного базальту (гірської породи з продуктів застиглої лави) в районі Карибської плити. Учені поки не прийшли до єдиної думки про її походження, проте вважають, що вона виникла близько ста мільйонів років тому в результаті процесів, спостережуваних при моделюванні.
На першому етапі магма, просочившись крізь розрив, утворений в літосфері в результаті дії плюм, накопичувалася над довколишніми ділянками літосфери. Під її вагою відбувається просідання фрагмента літосфери і його обвалення. Ця ділянка земної кори взаємодіє з навколишньою літосферою, а їх сукупність згодом відтворює характерну мозаїку літосферних плит.
Виникнення зон субдукції намагалися пояснити і раніше. Однак більшість припущень грунтувалося на умови наявності активної тектоніки літосферних плит, оскільки всі сучасні зони субдукції спостерігаються вже в деформованих ділянках кори. Цю проблему "курки і яйця" – того, що раніше виникло, деформація кори або субдукция – вчені вирішили на користь останньої.
Інші вчені намагалися вирішити дилему залученням позаземних чинників, зокрема, зіткнення Землі з астероїдом і метеоритом. Ці події могли призвести до деформації земної кори, що викликало б субдукції. Формування літосферних плит могло початися більше чотирьох мільярдів років тому.
Вирішення питання про земну тектоніку – Святий Грааль сучасної геофізики, а для цього вченим необхідно дізнатися, що відбувалося на глибині трьох тисяч кілометрів усередині Землі чотири мільярди років тому. Це завдання, на думку авторів дослідження, набагато важливіше, ніж розуміння природи інших галактик.
В даний час Земля – єдина відома планета з тектонічними плитами. Схожі структури досі виявили лише у крижаних плит на Європі – супутнику Юпітера, що має одну з наймолодших поверхонь серед великих небесних тіл Сонячної системи. Ймовірно, тектоніка могла мати місце в минулому і на Марсі.
Головні теми