Горные породы показывают, как вода изменила строение Земли 3,1 млрд лет назад

Фото из открытых источников

Геологи, изучающие одни из древнейших вулканических пород планеты, обнаружили новые доказательства того, что вода играла важную роль в формировании внутреннего строения Земли и стимулировании вулканической активности более 3 миллиардов лет назад.

Международная исследовательская группа под руководством геохимика из Университета Аделаиды Эрика Ванденбурга проанализировала древние породы из Пилбарского кратона в Западной Австралии. Они обнаружили признаки того, что вода проникала глубоко под поверхность Земли, прежде чем способствовать образованию магмы, из которой выросли вулканы, подобные тем, что находятся сегодня в Тихоокеанском «огненном кольце».

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, предполагают, что на Земле уже существовали процессы круговорота воды, которые формируют планету сегодня, несмотря на то, что условия на заре её существования кардинально отличались.

Ванденбург из Школы физики, химии и наук о Земле заявил, что это исследование открывает редкую возможность заглянуть в далекое прошлое Земли.

«Эти породы образовались более 3 миллиардов лет назад, когда Земля была совсем другим местом», — сказал он.

Сегодня вода постоянно перерабатывается в процессе, известном как тектоника плит, при котором вода из океанов переносится в мантию в зонах субдукции, где одна тектоническая плита скользит под другую, питая вулканы, которые формируют континенты.

«В ранний период Земля была слишком горячей, чтобы тектонические плиты могли вести себя таким образом, поэтому до сих пор оставалось неясным, могла ли поверхностная вода совершить это путешествие более 3 миллиардов лет назад, и если да, то как», - объясняют авторы. «Нас удивило обнаружение свидетельств того, что большие объемы воды уже проникли глубоко в недра Земли и повлияли на формирование вулканических пород».

Новое исследование предполагает, что, хотя современная тектоника плит, возможно, еще не существовала, транспортировку воды в мантию мог осуществлять другой процесс.

Исследователи предложили механизм, который они назвали «капельным выпадением воды», при котором плотные, богатые водой участки холодной внешней земной коры спорадически провисали и обрушались в более горячую мантию, унося с собой воду.

По мере того, как этот материал опускался, содержащаяся в нем вода высвобождалась в мантию Земли, образуя магму, которая питала вулканические извержения, а позже затвердела, превратившись в породы, которые можно изучать и сегодня.

«Земля функционировала не совсем так, как сейчас, но, по-видимому, некоторые ключевые процессы уже существовали», — сказал Ванденбург.

Это открытие помогает ответить на один из важнейших вопросов геологии: когда Земля начала обмениваться веществами между своей поверхностью и глубинными недрами?

Понимание того, когда вода впервые начала двигаться глубоко под землей, важно, поскольку этот процесс влияет на все: от вулканических извержений до роста континентов и даже на компоненты, необходимые для жизни.

Полученные данные также дают представление о том, как формировались континенты Земли и как планета эволюционировала в тот мир, который мы знаем сегодня.

Поскольку породы такой древности встречаются исключительно редко, регион Пилбара, где они также необычайно хорошо сохранились, является одним из немногих мест, где можно изучать молодую Землю.

Проанализировав химические следы, сохранившиеся в горных породах, исследователи смогли реконструировать события, произошедшие 3,1 миллиарда лет назад.

Результаты показывают, что внутреннее строение и поверхность Земли могли быть соединены гораздо раньше, чем считалось ранее, что свидетельствует об удивительно динамичной молодой планете, которая уже тогда перерабатывала один из своих важнейших компонентов: воду.