Учёные выяснили, что Земля перерабатывала поверхность уже 3,6 млрд лет назад

Поверхность и глубинные слои ранней Земли долгое время рассматривались как почти изолированные системы. Считалось, что процесс субдукции — погружение океанического дна в мантию — сформировался значительно позже в истории планеты.

Древние вулканические породы и неожиданные следы

Однако обломки древних вулканических пород, возраст которых превышает большинство известных геологических образцов, указывают на более раннюю связь между поверхностью и недрами. Речь идёт о коматиитах — сверхгорячих лавах, извергавшихся при температурах выше 1600 °C, что значительно превышает параметры современных вулканов.

Большинство таких пород относится к архею — периоду от 4 до 2,5 млрд лет назад, когда внутренняя температура Земли была выше. Они формировались под корой и сохраняют химические следы процессов глубинной мантии.

Исследование изотопов калия

Группа учёных под руководством Чжэн-Ю Луна из Парижского института физики Земли (IPGP) изучила 50 образцов коматиитов из десяти регионов мира. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Анализ показал аномально высокое содержание тяжёлого калия в некоторых образцах. Это противоречит ожиданиям, поскольку мантия обычно имеет более сбалансированный изотопный состав.

Следы древней субдукции

Исследователи исключили выветривание, поверхностное загрязнение и даже влияние древнего столкновения, сформировавшего Луну. Наиболее вероятным объяснением стала ранняя субдукция, при которой океаническая кора погружалась в мантию и приносила с собой воду и химические элементы.

По мере нагрева погружающихся плит выделялись жидкости, изменяющие состав мантии, включая баланс изотопов калия. Это могло происходить ещё в ранней истории Земли.

Ранняя работа планетарного «круговорота»

Согласно моделям, подобные процессы могли затрагивать переходную зону мантии на глубине 400–660 километров. Там переработанный материал мог накапливаться и затем подниматься обратно в виде магматических потоков.

Учёные считают, что уже 3,6 млрд лет назад вода и поверхностные вещества активно вовлекались в глубинные слои планеты. Это не доказывает современную тектонику плит, но показывает раннее начало планетарного обмена веществ.

Результаты исследования также дают новый инструмент для изучения древних пород: изотопный состав калия может помочь определить, когда именно поверхность Земли впервые начала активно взаимодействовать с мантией.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.