Вчені Смітсонівського національного музею природної історії надали нові докази, що сучасна тектоніка плит, визначальна характеристика Землі і її унікальна здатність підтримувати життя, виникла приблизно 3,6 мільярда років тому, а не 3,2 млрд років тому, як вважалося за останніми дослідженнями.
Земля – єдина відома планета, на якій є складна органіка, і ця здатність частково обумовлена іншою особливістю, яка робить планету унікальною, – тектонікою плит. Ніякі інші відомі науці планетні тіла не мають динамічної кори, як у Землі, яка розділена на континентальні плити, що рухаються, ламаються і стикаються один з одним упродовж еонів. Тектоніка плит забезпечує зв’язок між хімічним «реактором» всередині Землі і її поверхнею, яка створила населену планету: від кисню в атмосфері до концентрацій вуглекислого газу, що регулює клімат. Але коли і як почалася тектоніка плит, залишається загадкою.
У новому дослідженні використовуються циркони – найстаріші мінерали, коли-небудь виявлені на Землі, щоб заглянути в древнє минуле планети. Найстарішому з цирконів в дослідженні, який був отриманий з Джек-Хіллз в Західній Австралії, було близько 4,3 мільярда років, що означає, що ці майже незруйновані мінерали утворилися, коли сама Земля була в зародковому стані всього близько 200 мільйонів років. Поряд з іншими древніми цирконами, зібраними в Джек-Хіллз за найбільш ранню історію Землі до 3 мільярдів років тому, ці мінерали є найбільш близьким дослідникам до безперервних хімічних записів світу, що зароджується.
«Ми реконструювали, як Земля перетворилася з розплавленої кулі з каменю і металу в те, що ми маємо сьогодні. На жодній з інших планет немає континентів, рідких океанів або життя. У певному сенсі ми намагаємося відповісти на питання, чому Земля унікальна, і ми можемо відповісти на це питання за допомогою цих цирконів », – твердить Майкл Акерсон, геолог-дослідник з Смітсонівського національного музею природної історії
Щоб заглянути в минуле Землі на мільярди років, група дослідників зібрала 15 каменів розміром з грейпфрут на Джек-Хіллз і подрібнили їх до найдрібніших деталей, подрібнюючи їх в пісок. На щастя, циркони дуже щільні, тому їх відносно легко відокремити від решти піску, використовуючи техніку, аналогічну відмиванню золота.
Команда перевірила понад 3 500 цирконів, кожен шириною всього в пару людського волосся, підірвавши їх лазером, а потім вимірявши їх хімічний склад за допомогою мас-спектрометра. Ці тести показали вік і хімічний склад кожного циркону. З тисяч протестованих близько 200 були придатні для вивчення через руйнівний вплив мільярдів років, які ці мінерали пережили з моменту їх створення.
Вік циркону можна визначити з високим ступенем точності, оскільки кожен циркон містить уран. Відома радіоактивна природа урану і певна швидкість розпаду дозволяють вченим реконструювати тривалість існування цього мінералу.
Дослідницька група також зацікавилася вмістом алюмінію в кожному цирконі. Випробування сучасних цирконів показують, що циркони з високим вмістом алюмінію можуть бути отримані тільки обмеженим числом способів, що дозволяє дослідникам використовувати присутність алюмінію, щоб зробити висновок про те, що могло відбуватися, кажучи геологічно, під час утворення циркону.
Проаналізувавши результати дослідження сотень корисних цирконів з тисяч протестованих, вчені виявили помітне збільшення концентрації алюмінію приблизно 3,6 мільярда років тому. У підсумку, вони зробили висновок, що гірські породи плавляться глибше під поверхнею Землі, і це означає, що кора планети стає товстішою і починає остигати, і що це потовщення земної кори було ознакою того, що відбувається перехід до сучасної тектоніки плит.
Натхнення: hightech.fm