Ингредиент жизни: геологи поняли, когда вода стала менять недра Земли
Геологи, изучающие древнейшие вулканические породы планеты, обнаружили новые доказательства того, что вода играла ключевую роль в формировании недр Земли и поддержании вулканической активности более 3 миллиардов лет назад.
Международная исследовательская группа под руководством геохимика доктора Эрика Ванденбурга из Университета Аделаиды (Австралия) проанализировала древние породы в Западной Австралии. Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, доказывают наличие связи между поверхностью и мантией на самых ранних этапах развития нашей планеты.
Механизм «дрипдукции» вместо тектоники плит
В современном мире круговорот воды в недрах обеспечивается тектоникой плит: океаническая кора в зонах субдукции погружается под континентальную, увлекая влагу в мантию, что впоследствии питает вулканы (например, в Тихоокеанском «Огненном кольце»). Однако миллиарды лет назад молодая Земля была слишком горячей для существования современной тектоники плит, и ученым долго оставалось неясно, могла ли поверхностная вода совершать подобное путешествие в глубокой древности.
Обнаруженные химические «отпечатки пальцев» в породах кратона Пилбара (один из древнейших, стабильных и наименее измененных участков земной коры) возрастом 3,1 миллиарда лет удивили исследователей.
Они указывают на то, что огромные объемы воды уже тогда проникали глубоко в недра планеты и влияли на магматические процессы. Ученые предложили альтернативный механизм, который они назвали «дрипдукцией» (от англ. drip — капать, стекать).
Согласно этой гипотезе, плотные и богатые водой участки остывающей внешней земной коры периодически прогибались и буквально «стекали» каплями в более горячую нижележащую мантию. По мере погружения этого материала влага высвобождалась, провоцируя плавление пород, образование магмы и мощные извержения вулканов.
Ключ к эволюции континентов и зарождению жизни
Кратон Пилбара — одно из редких мест на планете, где породы столь почтенного возраста не просто уцелели, но и необычайно хорошо сохранились. Их детальный геохимический анализ помог ответить на один из фундаментальных вопросов геологии: когда именно Земля начала глобальный обмен материалом между своей поверхностью и глубинными слоями.
Понимание хронологии этого процесса критически важно для науки, поскольку циркуляция воды в мантии напрямую управляет ростом континентов, формированием атмосферы и распределением химических ингредиентов, необходимых для зарождения и поддержания жизни. Открытие доказывает, что даже в условиях экстремально высоких температур юная Земля была удивительно динамичной системой, запустившей круговорот веществ гораздо раньше, чем считалось прежде.