|
Происходила ли тектоника плит, когда впервые зародилась жизнь
|
|
|
|
Земля — динамичная и постоянно меняющаяся планета. От образования гор и океанов до извержений вулканов поверхность нашей планеты находится в постоянном движении. В основе этих изменений лежит мощная сила тектоники плит — движения плит земной коры. Этот фундаментальный процесс сформировал нынешнюю топографию нашей планеты и продолжает играть роль в ее будущем. Но какой была тектоническая активность плит на ранней Земле? И происходил ли этот процесс в то время, когда считается, что жизнь сформировалась? «Динамическая тектоническая природа современной Земли — одна из причин существования жизни сегодня», — говорит Вриджу Чоудхури, научный сотрудник лаборатории Дастина Трейла, адъюнкт-профессора наук о Земле и окружающей среде в Университете Рочестера. «Исследование геодинамики и литологического разнообразия ранней Земли может привести к открытию того, как впервые зародилась жизнь на нашей планете».
|
|
|
|
Чоудхури является первым автором статьи, опубликованной в Nature Communications, в которой рассказывается, как исследователи из Рочестера использовали маленькие кристаллы циркона для получения информации о магмах и тектонической активности плит на ранней Земле. Исследование предоставляет химические доказательства того, что тектоника плит, скорее всего, произошла более 4,2 миллиарда лет назад, когда, как считается, жизнь впервые сформировалась на нашей планете. Это открытие может оказаться полезным при поиске жизни на других планетах. По словам Трейла, тектоника плит на современной Земле «чрезвычайно важна», потому что это «доминирующий механизм создания и разрушения земной коры».
|
|
|
Земля — единственная известная планета, имеющая подвижную верхнюю кору, которая циклически разрушается и создается. Этот процесс доставляет важные элементы, такие как железо и магний, из недр Земли на ее поверхность и контролирует круговорот воды и углерода на Земле. Но, что более важно для геологов, тектоника плит плавит и смешивает породы для создания магм с определенным химическим составом, в зависимости от задействованных пород и места, где произошло «разрушение». Таким образом, химический состав магмы может указывать на тип тектоники, которая ее создала.
|
|
|
|
Чоудхури и его коллеги проводили свои исследования с использованием цирконов — крошечных кристаллов в горных породах, похожих на маленькие капсулы времени. Цирконы содержат следовые количества химических элементов, запертых в кристаллах в момент образования кристаллов. Исследователи датируют цирконы, а затем работают в обратном направлении, при этом цирконы раскрывают информацию о химическом составе исходной магмы, из которой кристаллизовались цирконы. Затем исследователи используют информацию о магмах, чтобы реконструировать физическую и химическую среду — и сделать вывод о стилях тектонических плит — ранней Земли в то время, когда формировались цирконы. В данном случае цирконам было от 3,8 до 4,2 миллиардов лет.
|
|
|
|
По словам Чоудхури, большинство исследователей получают информацию о ранней Земле, используя цирконы для создания вероятностных моделей для представления различных тектонических сценариев. Чоудхури и его коллеги пошли еще дальше и описали не только цирконы, но и исходные магмы. «Исходные магмы гораздо более прямые и надежные, потому что они ближе к источнику — фактическому тектоническому стилю», — говорит Чоудхури. «Наше исследование описывает содержание изотопов кремния и кислорода в цирконах и содержание микроэлементов в исходных магмах, которые ранее не были объединены и представлены». Чоудхури, Трейл и их коллеги обнаружили химическое сходство между магмами ранней Земли и современными магмами, образовавшимися на границах тектонически активных плит, таких как цепи Каскадных и Алеутских островов или области в Японии и Андах. «Это предполагает тектоническую преемственность от древних времен до наших дней», — говорит Трейл. «То есть наше исследование показывает, что Земля миллиарды лет назад могла действовать так же, как и сегодня».
|
|
|
|
Исследователи не определили, существовала ли жизнь, когда началась тектоника плит — «ни у жизни, ни у тектоники пока нет точной даты начала», — говорит Чоудхури, отмечая, что геологическое сообщество разделилось по этим вопросам. Но новые данные предоставляют химические доказательства того, что тектоника плит могла произойти более 4,2 миллиарда лет назад. В любом случае, продолжает он, тектоника плит является ключевой причиной того, что на Земле в настоящее время существует умеренная среда обитания, и может быть важным фактором в поиске пригодной для жизни среды на других планетах. «Шансы возникновения жизни многократно увеличиваются, если есть некоторый планетарный динамизм», — говорит он.
|
|
|
|
Источник
|
