Геологи пересмотрели историю возникновения континентов

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

Первые континенты на Земле возникли в катархейском эоне 4,57 миллиарда лет назад. Тогда на поверхность стали выходить породы, состоящие из тоналита, трондьемита и гранодиорита (сокращенно ТТГ). Эту группу тесно связывают с начальной тектоникой плит. Однако научное сообщество до конца не понимало происхождение этих горных пород.

Считается, что образование ТТГ проходило в два этапа: выделение исходного комплекса минералов, по составу соответствующего толеитовым магмам, а затем его плавление. Некоторые эксперименты показывали, что ТТГ формируются из расплавленной базальтовой коры. Но в то же время на место прародителей ТТГ претендуют и прочие метаморфические породы, которые развивались при других условиях.

Чтобы получить четкое понимание о происхождении группы ТТГ, канадские геологи решили изучить количественное содержание титана и ниобия в родительских расплавах. Два этих элемента выбрали по нескольким причинам: они несовместимы, неподвижны в жидкости и наиболее распространены. Научная работа вышла в журнале Nature Communications.

Схема магматизма ТТГ и последующих процессов. A) Развитие ранней коры и постепенное захоронение ее средней и нижней частей; B) ТТГ-магматизм, вызванный плавлением нижнекоровых пород, нагретых выше температуры затвердевания в результате потепления Мохо; C) Расслоение метагаббровых реститов и санукитоидный магматизм, вызванный декомпрессионным плавлением метасоматизированной мантии, выходящей в зоны залегания; D) Термическая релаксация после удаления корня коры вызывает низкоградусное плавление средней коры, что приводит к поздней стадии К-гранитного магматизма / © Matthijs A. Smit et al.

«Мы отследили особый набор микроэлементов, не изменившихся и сохранивших ряд признаков исходной магмы, из которой образовалась новая кора ТТГ. Эти элементы позволили нам проследить химические изменения, через которые прошли магмы ТТГ, и состав расплавов, выяснив их первоначальное состояние и источник — скорее всего, разновидности габбро», — отметил автор исследования Матисс Смит.

Геологи проанализировали данные обо всех найденных образцах породы ТТГ и построили модель ее возникновения. Согласно ей, ТТГ и более ранние породы появились в результате захоронения и плавления предшествующей коры, которая, как предполагают ученые, напоминала океаническое плато. Иными словами, эти породы образовались внутри коры, а не в результате столкновений литосферных плит.

«Всегда существовал вопрос „курицы и яйца“: что появилось раньше — тектоника плит или магматизм ТТГ для создания новой континентальной коры. Мы показали, что на самом деле эти вещи могут быть не связаны напрямую. Признание типа исходной породы делает этот скачок возможным, а также снимает необходимость объяснять рост первых настоящих континентов другими механизмами, например метеоритным ударом», — заключил Матисс Смит.