Розкрито походження гірських порід, які створили перші справжні континенти

Перші континенти утворилися ще до того, як почалася тектоніка плит, стверджує нове дослідження і пояснює процес, який сформував каміння, що збереглося до наших днів.

Перші континенти виникли близько 3,5 мільярдів років тому, але геологи не мають чіткого уявлення про початковий процес формування. Нове пояснення пов’язує їхнє виникнення з об’єднанням трьох типів грубозернистих порід, які разом називаються гранітоїдами, що можуть виглядати дуже знайомими для тих, хто нещодавно зробив ремонт у своєму будинку.

Коли Земля охолола і утворила океани, це було майже все, що вона мала. Суша була обмежена невеликими вулканічними островами, які вже давно розмилися. Однак ми знаємо, що шматочки ранніх континентів збереглися в Західній Австралії, на півночі Канади та в Гренландії. Вони поступово розширювалися і перетворилися на сучасні версії цих місць, тоді як інші континенти наздогнали їх через сотні мільйонів – або навіть мільярди – років.

Однак процес формування першої земної кори спантеличив геологів, особливо щодо того, чи була в ньому задіяна тектоніка плит. Будь-яка земна кора, якій майже чотири мільярди років, за цей час багато чого побачила, тому важко визначити її індивідуальну природу. Навіть якби ми могли бачити породи свіжими, процес від виверження магми до кристалізації, ймовірно, був складним і його важко простежити у зворотному напрямку.

Тим не менш, д-р Матійс Сміт та його колеги з Університету Британської Колумбії стверджують, що їм вдалося це зробити. “Ми відстежили певний набір мікроелементів, які не зазнали змін і зберегли первісні ознаки первісної магми”, – сказав Сміт у своїй заяві. Автори вважають, що співвідношення цих елементів, деякі з яких є досить рідкісними, є ключем до розгадки того, що сталося.

Початкова кора складалася з трьох типів гірських порід: тоналіту, тронджеміту і гранодіориту, разом відомих як ТТГ. Попередні дослідження ТТГ розглядали зразки з одного або декількох місць, але Сміт і його колеги проаналізували матеріали, зібрані по всьому світу, щоб знайти спільні риси і проігнорувати решту.

“Ці елементи дозволили нам простежити хімічні зміни, яких зазнають магми ТТГ, і простежити склад розплавів до їх початкового стану та джерела”, – додав Сміт. Він підозрює, що джерелом, ймовірно, було габро – гірська порода, що утворюється при повільному охолодженні магми, багатої на магній і залізо.

Процес, який пропонують автори, пояснив би склад старіших частин континентів, які стали їхньою основою.

“Всі ці породи – і особливо їх поєднання – можна пояснити за допомогою представленої нами моделі, – стверджує Сміт. “Це проста модель, в якій ТТГ, а також молодші породи, з якими вони зазвичай асоціюються, є результатом повільного занурення, потовщення і танення кори-попередника, яка, ймовірно, нагадувала океанічні плато. Континентальній корі судилося розвиватися саме так, тому що вона продовжувала занурюватися все глибше, і гірські породи в її основі не мали іншого вибору, окрім як плавитися. Таким чином, вони утворили ТТГ, які виявилися виграшним рецептом для виживання і зростання континентів”. Під усіма вищезгаданими матеріалами температура, ймовірно, перевищувала 1600° C (2900° F).

Якщо модель витримає ретельну перевірку, вона вирішить проблему для геологів. Попередні моделі припускали, що ТТГ утворилися в перших зонах субдукції після початку тектоніки плит. Однак існує невизначеність щодо часу зародження тектоніки плит, і деякі підозри, що вона молодша за перші континенти, створюють очевидну проблему.

“Завжди існувало питання “курки і яйця” про те, що було раніше – початок тектоніки плит чи магматизму ТТГ для створення нової континентальної кори”, – сказав Сміт. “Ми показуємо, що ці речі насправді можуть бути не пов’язані безпосередньо. Визнання типу вихідної породи робить цей стрибок можливим, а також усуває потребу в інших механізмах, таких як падіння метеоритів, для пояснення зростання перших справжніх континентів”.

Кора ТТГ зараз складає лише меншість Землі – але вона, а також пов’язані з нею трохи молодші породи, все ще складають значну частину Північної Америки, зокрема. Деяким людям вона припала до душі.

“Як не дивно, багато людей використовують різновиди цього типу каменю в якості кухонної стільниці, – каже д-р Сміт. “У певному сенсі, багато людей готують обід на тій породі, яка була відповідальна за формування наших сучасних континентів”.

Це може бути не дуже добре. Хоча гранітний посуд безпечний у використанні, велика кількість смертей, пов’язаних з різанням штучного каменю, призвела до досліджень, які припускають, що різання граніту для виготовлення меблів також може становити ризик для здоров’я. Іноді краще залишити старі речі на своєму місці.