Геологи обнаружили недостающее звено в загадочной истории развития континентов — пересмотренную историю происхождения, которая не требует начала тектоники плит или какого-либо внешнего фактора для объяснения их формирования. Вместо этого результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, основаны исключительно на внутренних геологических силах, возникших на океанических плато, сформировавшихся в течение первых нескольких сотен миллионов лет истории Земли.
Главным препятствием в понимании того, как формировались континенты во время архейского эона (4–2,5 миллиарда лет назад), стало определение строительных блоков ранней земной коры. Большая часть «новой» архейской коры, образовавшейся в этот период, представляла собой весьма отчетливую ассоциацию трех типов гранитоидных пород — тоналита, трондьемита и гранодиорита (ТТГ).
Понять, что пошло на создание ТТГ и магмы, из которой они образовались, было сложно, поскольку между их первоначальным плавлением и окончательной кристаллизацией произошло очень много геологических процессов. Ранее исследователи сосредоточили внимание на микроэлементном составе этих пород, надеясь найти подсказки о магмах ТТГ и их источнике.
«Мы отследили определенный набор микроэлементов, которые не подвергаются изменениям и сохраняют первозданные характеристики исходной магмы, из которой образовалась новая кора TTG», — сказал Маттейс Смит из Университетп Британской Колумбии (UBC). «Эти элементы позволили нам оглянуться назад на химические изменения, через которые проходит магма ТТГ, и проследить состав расплава до их первоначального состояния и источника — скорее всего, своего рода габбро».
«Как ни странно, у многих людей есть разновидности этого типа камня в качестве кухонной столешницы», — говорит Смит. «В некотором смысле, многие люди готовят свой ужин на том же камне, из которого образовались наши современные континенты».
Архейская кора ТТГ и сегодня является частью континентов. Например, в Северной Америке они составляют большую часть внутренних территорий Канады между горным поясом Кордильер на западе и горными поясами Гренвилл и Аппалачи на востоке. Большая часть Онтарио, Квебека, Манитобы, Саскачевана, Северо-Западных территорий и Нунавута состоит из фрагментов архейской коры, в которых преобладают ТТГ и их немного более молодые и более развитые гранитные аналоги.
«Все эти породы – и особенно их комбинации – можно объяснить с помощью модели, которую мы представляем», – сказал Смит. «Наша модель представляет собой простую модель, согласно которой ТТГ, а также более молодые породы, с которыми обычно связаны ТТГ, возникли в результате медленного захоронения, утолщения и плавления коры-предшественницы, которая, вероятно, напоминала океанические плато. Континентальной коре было суждено развить путь так оно и было, потому что его продолжало закапывать все глубже, и у камней у его основания не было другого выбора, кроме как расплавиться. При этом они создали ТТГ, которые оказались выигрышным рецептом континентального выживания и роста».
Открытие исследователями UBC автономного «внутрикорового» механизма образования ТТГ развеивает давнюю теорию о том, что архейские ТТГ образуются в первых зонах субдукции Земли и знаменуют начало тектоники плит.
«Всегда стоял вопрос «курица и яйцо»: что было первым — начало тектоники плит или ТТГ-магматизм, создавший новую континентальную кору», — говорит доктор Смит. «Мы показываем, что эти вещи на самом деле могут быть не связаны напрямую. Признание типа материнской породы делает этот скачок возможным, а также устраняет необходимость в том, чтобы другие механизмы, такие как воздействие метеорита, объясняли рост первых настоящих континентов».
В исследовании доктора Смита и его команды из Университета Британской Колумбии использовались данные всех когда-либо проанализированных образцов ТТГ — образцов из архейских кратонных фрагментов, обнаруженных по всему миру и тщательно изученных исследователями за последние 30 лет. Это позволило доктору Смиту и его команде отфильтровать местные аномалии и аналитические проблемы, а также выявить реальные тенденции в составе горных пород.
