Исследуя кристаллы циркония возрастом около 3,8 миллиарда лет, ученые получили доступ к рекордно старым свидетельствам, подтверждающим наличие активности тектонических плит на нашей планете.
Чему вы можете научиться таким образом? Изотопы и элементы таких кристаллов дают информацию об условиях, в которых они образовались. А собранные данные говорят о том, что она происходила в условиях субдукции, благодаря которой один край тектонической плиты проскальзывает под край соседней. Обладая этими знаниями, ученые могут определить, в том числе, временные рамки, в которых происходили процессы, связанные с зарождением тектоники Земли.
Кристаллы циркония как капсулы времени
Авторы исследования по этому вопросу представили свои выводы в AGU Advances. Их работа чрезвычайно важна, поскольку тектоническая активность, скорее всего, привела к созданию условий для выживания жизни на нашей планете. Это стало возможным, в том числе, благодаря изменению состава океанов и атмосферы. Поняв обстоятельства, при которых это произошло, исследователи смогут определить точный ход событий, произошедших миллиарды лет назад, и более эффективно искать планеты, подходящие для поддержания жизни.
Исследованием руководила Надя Драбон из Гарвардского университета, которая вместе со своими коллегами проанализировала цирконы из так называемых зеленый пояс. Цель состояла в том, чтобы реконструировать обстоятельства, при которых эти органы были сформированы. В ходе поисков выяснилось, что около 3,8 млрд лет назад эти цирконии содержали следы гафния и микроэлементов, которые напоминали современные породы, образовавшиеся в зонах субдукции, т.е. на краях тектонических плит.
Реконструировать геологическую историю нашей планеты сложно, потому что земная кора постоянно меняется, поэтому сложно определить, что и когда произошло. Прорывом в данном случае может стать находка с участием 33 микроскопических кристаллов циркона возрастом от 4,15 до 3,3 млрд лет. Они были обнаружены в зеленом поясе Барбертон в Южной Африке. Из-за большого количества информации, которую могут предоставить такие кристаллы, ученые называют их капсулами времени.
Глобальные изменения или просто локальные аномалии?
Зная, что кристаллы циркона Барбертона сформировались на краях тектонических плит, Дрэбон и остальная часть ее команды могли с уверенностью заключить, что тектоника плит произошла по крайней мере 3,8 миллиарда лет назад. Геохимические сигнатуры тогда стали удивительно похожи на современные, что, в свою очередь, говорит о том, что окружающая среда стала становиться все более дружественной для жизни.
Чтобы выяснить, носили ли изменения в то время локальный или глобальный характер, ученые сравнили свои находки с данными о кристаллах циркона того же периода из других уголков мира. Все указывает на то, что процессы, подобные наблюдаемым в зеленом поясе Барбертона, происходили в гораздо большем масштабе. Другими словами, уже в те далекие времена Земля начала меняться, создавая условия, способствующие выживанию жизни.