Древняя вода «состарила» литосферные плиты Земли

На нашей планете есть некоторое количество литосферных плит. Чаще всего к ним приурочены древние континенты, вроде Африки, хотя это и необязательно. Плиты движутся, подминая под себя окружающую их кору — она тоньше и гибче. Не будь этого процесса, Земля сейчас выглядела бы совершенно по‑другому.

Для геологов очень важно понять, когда этот процесс начался, т. е, когда появились литосферные плиты, поскольку эта информация позволяет нам лучше понимать, как вообще формировалась наша планета.

Шаг к этому пониманию сделала международная команда ученых, проанализировавшая химический и изотопный составы микроскопических включений в изверженных породах свиты Вельтвреден в Барбертонском поясе зелёного камня в Южной Африке. Эта древняя порода — геологи называют ее коматиитом — когда-то излилась на земную поверхность в виде лавы, да так тут и осталась. По современным представлениям, коматииты извергались в архейскую эру, от 4 до 2.5 миллиардов лет назад.

Исследованный образец, диаметром в 10 микрон, был выплавлен 3.3 миллиарда лет назад. В мельчайших включениях внутри него обнаружилась вода в количестве, пригодном для анализа. Ее химический состав соответствовал морской воде, а изотопный показывал, что в ней меньше, чем в современной воде, дейтерия. Такое своеобразие состава в последующие эпохи характерно для воды, захваченной океанической корой, подмятой под себя движущейся литосферной плитой в зоне субдукции.

Коматииты формировались и выплавлялись на больших глубинах в мантии Земли. Наличие там морской по своему составу воды также указывает на существование механизма ее транспортировки с поверхности в глубину.

«Механизм, который вызвал попадание коры, содержащей морскую воду, в мантию, функционировал более 3,3 миллиарда лет назад», — говорит один из авторов исследования, академик РАН Александр Соболев.

Это очевидно означает, что в те времена уже существовали движущиеся литосферные плиты и зоны вызванной ими субдукции. Прежняя оценка их возраста составляла 2.7 миллиарда лет, что на 600 миллионов лет меньше. Очень вероятно, что сегодняшняя оценка может быть существенно уточнена. Движение литосферных плит — процесс неспешный и вызываемая им субдукция тоже должна требовать времени. Если некое вещество (вода) 3.3 миллиарда лет назад уже оказалось на глубине формирования коматиитов, то его путешествие туда явно началось еще раньше.

Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в Nature.