Тектонические плиты формируют Землю, вызывают природные явления (например, землетрясения) и объясняют расположение континентов и океанов. И они сформировались раньше, чем кто-либо мог себе представить. По крайней мере, так предполагает недавнее исследование, в ходе которого удалось идентифицировать и проанализировать кристаллы, известные как цирконы.
Новое исследование, опубликованное в журнале ПНАС в июле предполагает, что тектоника плит сформировалась более четырех миллиардов лет назад. То есть вскоре после образования нашей планеты, произошедшего 4,5 миллиарда лет назад.
До этого наиболее распространенная теория предполагала, что тектонические плиты, какими мы их знаем сегодня, начали формироваться около трех миллиардов лет назад.
Тектонические плиты почти ровесники Земли, говорят исследования
В эпоху, известную как Гадей, Земля находилась в «младенчестве». Планета была чрезвычайно горячей, но на ней было достаточно воды, чтобы покрыть ее океаном.
Тектонические плиты движутся по мантии Земли, которая горячая и податливая (Изображение: Вадим Садовский/Shutterstock)
За этот период Земля достаточно остыла, чтобы иметь твердую внешнюю кору. В настоящее время эта кора формируется в результате движений и трения тектонических плит.
Точное формирование тектонических плит до сих пор является предметом горячих споров среди геологов. Точно определить это начало сложно, потому что здесь нет пород старше четырех миллиардов лет. Но окно в Гадей все еще есть.
Кристаллы помогают понять «детство» Земли
Крошечные, прочные кристаллы циркона — окно в Гадей. Это связано с тем, что возраст самых старых экземпляров составляет 4,4 миллиарда лет. Их подмножество, цирконы S-типа, может указывать на то, когда сформировалась тектоника плит.
Проблема в том, что нельзя посмотреть на кристалл и сказать: «Да, это циркон типа S». Чтобы их идентифицировать, необходимо воспринять полный набор минеральных следов. Вот тут-то и приходят на помощь технологии.
Согласно недавнему исследованию, формирование тектонических плит произошло вскоре после образования Земли (Изображение: agpotterphoto/Shutterstock)
В новом исследовании исследователи использовали модель машинного обучения, чтобы облегчить эту задачу. Они сделали это следующим образом:
- Они снабдили модель данными о 300 цирконах известного происхождения;
- Они обучили модель, настроив ее на определение того, относятся ли еще 74 циркона к типу S или нет;
- Они применили модель к 971 новому циркону из Джек-Хиллз в Австралии (где обитают одни из старейших цирконов на Земле).
Результаты показали, что 35% цирконов Джек-Хиллз относились к S-типу. Некоторые из них датируются 4,2 миллиарда лет назад, что позволяет предположить, что тектоника плит перемещала породы из коры в мантию и обратно во время Гадея.
Читать далее:
Важность определения образования тектонических плит
Точное определение времени образования тектонических плит может иметь важные последствия. Среди основных:
- Реконструируйте геологическую историю Земли, от формирования океанов и континентов до крупных событий, таких как массовое вымирание;
- Помогите сделать разведку полезных ископаемых и ископаемого топлива и управление ими более эффективными и устойчивыми (распределение этих ресурсов тесно связано с тектонической активностью);
- Получите представление о происхождении и разнообразии видов, понимая взаимосвязь между тектонической активностью и биологией (тектоника плит повлияла на распределение континентов и океанов, что, в свою очередь, повлияло на эволюцию жизни на Земле).