Международная команда геологов представила результаты нового исследования, доказывающие, что первые континенты Земли возникли на сотни миллионов лет раньше, чем предполагалось до сих пор.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а коротко о нем рассказывает Live Science. Речь идет об изучении так называемых кратонов - первых континентов нашей планеты. Предыдущие оценки ученых предполагали, что кратоны впервые поднялись из покрывавшего Землю сплошного океана примерно 2,5 миллиарда лет назад.
При этом ученые предполагали, что на самом деле это крупномасштабное событие могло произойти гораздо раньше. Однако на практике эти предположения ничем не были подтверждены. Именно этот пробел в знаниях и попытались заполнить члены международной исследовательской группы во главе с Приядарши Чоудхури из австралийского Университета Монаша в Мельбурне.
Команда отправилась на восток Индии, где расположен известный науке кратон Сингхбхум. Ранее здесь были обнаружены "карманы", полные древнейших осадочных пород. В новом исследовании команда впервые попыталась определить их точный возраст и природу.
"Когда мы соединили данные анализа всех изученных осадочных "карманов", то обнаружили, что все они образовались одновременно - в среде, подобной речной или пляжной, - говорит Чоудхури. - Это означает, что большая часть кратона подверглась воздействию воздуха и проточной воды одновременно".
Определить возраст пород помогло изучение крошечных кристаллов - цирконов, которые содержат радиоактивный уран. Для этого ученые проделали очень кропотливую работу. Цирконы пришлось извлекать из пород, а это крайне утомительный процесс. По словам Чоудхури, найти цирконы - это все равно, что найти иголку в стоге сена. Дело в том, что зерна циркона достигают в размерах всего несколько десятков микрон, что делает их похожими на очень мелкий песок.
Однако ученым удалось собрать необходимое количество цирконов, которые затем были обработаны лазером. Это помогло определить их химический состав. Исследуя соотношение урана и свинца в каждом образце, группа определила возраст горных пород: анализ показал, что кратон полностью вышел из воды в период примерно от 3,2 до 3,3 миллиарда лет назад.
Проведенное также моделирование помогло установить, что около 3,5-3,2 миллиарда лет назад горячие шлейфы магмы под поверхностной корой заставляли кратон частично утолщаться и обогащаться плавучими легкими материалами, такими как кварц. По словам Чоудхури, этот процесс сделал кратон "физически толстым и химически легким" по сравнению с более плотной скальной породой, окружающей его, и в результате огромный массив суши был буквально вытолкнут из воды.
Авторы работы также пишут, что другие кратоны содержат осадочные породы того же возраста, что и кратон Сингхбхум в Индии. В качестве примеров они приводят кратоны Каапваал в Южной Африке и Пилбара в Австралии. Основываясь на новом исследовании, можно предположить, что эти кратоны также полностью выступили из воды более трех миллиардов лет назад.
При этом авторы исследования не смогли подсчитать, какова была в тот период времени общая площадь суши, и как долго определенные участки суши находились над водой, прежде чем уйти обратно под нее. Ответ на этот вопрос могло бы дать детальное изучение других кратонов, но многие из тех древних пород уже давно опустились вниз и попали в нижнюю часть мантии. Изучить их пока невозможно.