Використовуючи інформацію з гірських порід на поверхні Землі, ми реконструювали тектоніку плит планети за останні 1,8 мільярда років.
Це перший раз, коли геологічний запис Землі був використаний таким чином для погляду в далеке минуле. Це дозволило нам зробити спробу створити карту планети за останні 40% її історії, що можна побачити в анімації нижче.
Дослідження, очолюване Сяньчжі Цао з Океанічного університету Китаю, було опубліковане у відкритому доступі в журналі Geoscience Frontiers.
Відео ТУТ.
Гармонійний танець
Створення карти нашої планети через її довгу історію створює гармонійний танець континентів — захопливе видовище, яке можна назвати витвором природного мистецтва.
Починається все з карти світу, відомої кожному. Потім Індія швидко рухається на південь, слідом за частинами Південно-Східної Азії, коли колишній континент Гондвана формується в Південній півкулі.
Приблизно 200 мільйонів років тому, коли по Землі ходили динозаври, Гондвана з’єдналася з Північною Америкою, Європою і північною Азією, утворивши великий суперконтинент Пангея.
Далі реконструкція повертається ще далі в минуле. Пангея і Гондвана утворилися внаслідок зіткнень плит, які відбулися раніше. У минулому існував ще один суперконтинент — Родінія, що виник до Пангеї.
Але й на цьому все не закінчується. Родінія утворилася в результаті розпаду ще більш давнього суперконтиненту під назвою Нуна, приблизно 1,35 мільярда років тому.
Навіщо картувати минуле Землі?
Земля є унікальною серед планет Сонячної системи завдяки тектоніці плит. Її кам’яниста поверхня розбита на фрагменти (плити), що стикаються одна з одною, утворюючи гори, або розходяться, формуючи тріщини, які заповнюються океанами.
Окрім того, що тектоніка плит викликає землетруси та вулкани, вона також піднімає породи з глибини Землі, що дозволяє елементам, які колись знаходилися глибоко під землею, виходити на поверхню та потрапляти у річки й океани. Ці елементи потім використовуються живими організмами.
Серед важливих елементів — фосфор, що входить до складу ДНК, і молібден, який допомагає організмам засвоювати азот з атмосфери для створення білків і амінокислот.
Тектоніка плит також сприяє реакціям між гірськими породами та вуглекислим газом в атмосфері, контролюючи клімат Землі протягом тривалого часу.
Інструмент для розуміння глибокого минулого
Картування минулої тектоніки плит планети — це перший етап у створенні повної цифрової моделі Землі через її історію.
Така модель дозволить нам перевіряти гіпотези про минуле Землі, наприклад, чому клімат Землі зазнавав крайніх коливань (“Снігова Земля”) або чому рівень кисню підвищився в атмосфері в певний період.
Це також допоможе нам краще розуміти взаємодію між глибокими процесами всередині планети та поверхневими системами Землі, які підтримують життя.
Ще багато чого треба дізнатися
Моделювання минулого нашої планети є важливим, якщо ми хочемо зрозуміти, як поживні речовини стали доступними для розвитку життя. Найдавніші свідчення складних клітин з ядрами — таких, як у тварин і рослин — датуються 1,65 мільярда років тому.
Це наближається до початку цієї реконструкції та часу формування суперконтиненту Нуна. Ми прагнемо перевірити, чи могли гори, що утворилися в цей період, сприяти появі елементів, необхідних для еволюції складних клітин.
Кисень, що виділяється під час фотосинтезу, також пов’язаний з тектонікою плит та хімічним складом атмосфери. Кисень розчиняється в океанах, і в певних умовах важливі метали, такі як мідь і кобальт, осаджуються з розчину, утворюючи рудні поклади.
Багато металів формуються в коренях вулканів уздовж меж плит. Реконструкція давніх меж плит допоможе дослідникам мінералів знаходити багаті на метали породи, які тепер приховані під молодшими горами.
У час досліджень інших світів у Сонячній системі та за її межами важливо пам’ятати, що про власну планету ми тільки починаємо дізнаватися.
Землі вже 4,6 мільярда років, і її породи містять свідчення змін, які відбувалися за цей час.
Ця перша спроба картування останніх 1,8 мільярда років історії Землі є великим кроком вперед у науковому дослідженні. Але це лише початок. Наступні роки принесуть значне вдосконалення.
