Исследователи нашли древнейшие следы движения тектонических плит Земли

Учёные Гарварда выяснили, что Земля начала «дышать» и двигать своими плитами намного раньше, чем считалось: тектоника плит уже работала 3,5 млрд лет назад. Новое исследование геологов, опубликованное в журнале Science, даёт самые древние на сегодня прямые доказательства движения тектонических плит и меняет представления о молодости нашей планеты.

Команда под руководством профессора Роджера Фу проанализировала более 900 образцов пород из кратона Пилбара в Западной Австралии — одного из древнейших фрагментов земной коры, сформировавшегося в архее. Учёные использовали метод палеомагнетизма: слабые магнитные сигналы, «запертые» в минералах, работают как древняя система GPS и позволяют восстановить, где находились породы и как они поворачивались в момент формирования.

Результат оказался впечатляющим. За примерно 30 млн лет часть региона Восточный Пилбара сместилась в широте с 53 до 77 градусов и повернулась более чем на 90 градусов, двигаясь со скоростью в десятки сантиметров в год — быстрее, чем многие плиты сегодня. Для сравнения, породы из зелёно-каменного пояса Барбертон в Южной Африке в тот же период оставались почти неподвижными у экватора, что указывает на дифференциальное движение отдельных блоков литосферы.

Это открытие наносит серьёзный удар по гипотезе о «застойной крышке», согласно которой ранняя Земля была покрыта одной неподвижной оболочкой без разделения на плиты.

«Мы видим движение тектонических плит, а это означает, что между ними уже существовали границы, и литосфера не была сплошной, неразделённой оболочкой», — подчёркивает ведущий автор работы Алек Бреннер.

Кроме того, в породах Пилбары обнаружили древнейшее из известных геомагнитных переворачиваний — эпизод, когда магнитные полюса Земли меняются местами, и компас условно начинает указывать на юг, а не на север. Это говорит о том, что 3,5 млрд лет назад земное ядро и его динамо-механизм уже работали, но могли вести себя иначе, чем в более поздней истории планеты, где известны сотни подобных магнитных «флипов».

Почему это важно

Долгое время геологи спорили, когда именно Земля перешла от горячей неподвижной коры к подвижной тектонике плит, которая сегодня отвечает за континенты, океанические впадины, вулканы и горные цепи. Одни модели предполагали поздний запуск тектоники — ближе к 2,5 млрд лет назад, другие допускали, что ранняя Земля была закрыта «жёсткой крышкой», где движение ограничивалось локальными деформациями без полноценного скольжения плит.

Новые данные из Пилбары дополняют и развивают более ранние работы той же группы, которые уже находили признаки движения плит около 3,2–3,25 млрд лет назад, но теперь граница отодвигается ещё дальше — к 3,48–3,5 млрд лет. Для моделей эволюции планеты это ключевой аргумент: если тектоника началась так рано, то и условия для формирования атмосферы, океанов, циклов углерода и, возможно, для появления жизни могли сложиться быстрее и динамичнее, чем считалось ранее.

Открытие также связывает воедино две линии доказательств — движение плит и поведение магнитного поля Земли, демонстрируя, что уже в глубоком архее у планеты работало геодинамо и шла активная переработка коры. Для геофизиков это новая отправная точка в попытке понять, как выглядела ранняя Земля и почему именно на ней, а не на других скалистых планетах Солнечной системы, сложились условия для устойчивой тектоники и жизни.

До этого мы писали, что ядерное захоронение в Тихом океане оказалось под угрозой.