Геофизикам давно известно, что некоторые части континентов сформировались в глубоком прошлом Земли, но скорость, с которой суша поднималась над глобальными морями, и точные формы, которые сформировались на суше, до сих пор ускользали от экспертов.
Но теперь, проанализировав около 600000 анализов минералов из базы данных, содержащей около 7700 различных образцов горных пород, команда во главе с Джесси Рейминком, доцентом геолого-геофизических исследований в Пенсильванском университете, считает, что они приближаются к ответам.
Исследователи говорят, что массив суши Земли начал медленно подниматься над уровнем моря около 3 миллиардов лет назад. Их интерпретация сочетается с предыдущими работами, в том числе с работами других исследователей из Пенсильвании, из чего можно сделать вывод, что континентам потребовалось примерно 500 миллионов лет, чтобы подняться до своих современных высот, согласно результатам, недавно опубликованным в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Чтобы прийти к такому выводу, ученые применили уникальный статистический анализ возраста кристаллизации минерала циркона, который надежно датирован и часто встречается в осадочных породах. Хотя эти исследователи не датировали эти образцы, все образцы были датированы с использованием системы распада урана и свинца. Этот метод измеряет количество свинца в образце и рассчитывает по хорошо установленной скорости распада урана возраст кристалла. Когда образуется цирконий, в его структуру не входит свинец, поэтому любой свинец образуется в результате распада урана.
Минералы, обнаруженные в образцах осадочных пород, первоначально образовались в более старых магмах, но в результате эрозии и переноса попали в реки и в конечном итоге отложились в океане, где они превратились в осадочные породы под поверхностью морского дна. Возраст цирконов, извлеченный из отдельных образцов горных пород, может использоваться, чтобы определить тип континента, с которого они были эродированы.
Возраст цирконов из восточно-североамериканских горных пород, например, отличается от возраста цирконов из таких массивов суши, как Япония, которые были сформированы гораздо более поздней вулканической активностью.
«Если вы посмотрите на реку Миссисипи, вы увидите, что она разрушает горные породы и цирконы со всей Северной Америки. Она собирает минеральные зерна, которые имеют огромный возрастной диапазон от миллиона лет до нескольких миллиардов лет», — сказал Рейминк. «Наш анализ предполагает, что, как только на Земле начали образовываться отложения, они образовались из осадочных бассейнов с таким же большим возрастным диапазоном».
Осадки образуются в результате выветривания более старых пород и несут в себе отпечаток суши прошлого в капсулах времени, таких как цирконы. Исследование не раскрывает общий размер исконных континентов, но предполагает, что водоразделы современного масштаба были сформированы еще 2,7 миллиарда лет назад.
«Наши исследования хорошо согласуются с сохранившейся историей горных пород», — сказал Рейминк.
Этот вывод важен по нескольким причинам. Во-первых, знание того, когда и как сформировались континенты, позволяет продвигать исследования углеродного цикла на суше, в воде и атмосфере. Во-вторых, это дает нам ключ к пониманию происхождения Земли. Это может оказаться полезным, когда мы узнаем больше о жизни и формировании других планет. Земля — это планета, на которой существует жизнь, отчасти из-за того, как континентальная кора влияет на состав нашей атмосферы и океана. Знание того, как и когда происходили эти процессы, могло дать ключ к разгадке создания жизни.
«Всякий раз, когда мы можем определить процессы, которые привели к нашему существованию, это касается действительно глубоких вопросов, таких как: уникальны ли мы? Уникальна ли Земля во Вселенной? И есть ли другие Земли», — сказал Рейминк. «Эти открытия помогают нам найти ответы на вопросы о Земле, которые позволят нам сравнивать нашу планету с другими».
