Новое исследование переворачивает представления о том, как рождались первые континенты Земли. Оказывается, древние материки не были созданы исключительно из глубинной магмы, как считалось ранее. Они в значительной степени состоят из переработанных поверхностных пород — остатков древних океанов и осадков. Ключ к разгадке ученые нашли в редких атомах серы и кремния, сохранившихся в гранитах возрастом 2,7–2,5 миллиарда лет.
В архейскую эру, более 3 миллиардов лет назад, Земля была водным миром с вулканическими островами. Именно тогда начала формироваться континентальная кора. Долгое время споры велись о том, из каких источников она возникала. Одни данные указывали на мантийное происхождение, другие — на воздействие морской воды. Новый подход объединил анализ двух элементов — серы и кремния. Их уникальные изотопные сигнатуры, как отпечатки пальцев, фиксируют поверхностные процессы, которые невозможно стереть даже при огромных температурах и давлении.
Ученые изучили образцы из Северо-Китайского кратона — одного из древнейших фрагментов коры. Они проанализировали 22 гранитных породы и несколько базальтовых амфиболитов. Результат оказался поразительным: все образцы содержали едва заметные, но четкие аномалии серы (ненулевое значение Δ33S) и слегка «утяжеленный» кремний. Такие характеристики невозможны при плавлении сухих мантийных пород. Они появляются только при участии поверхностного материала — измененной океанической коры или осадков, несущих отпечаток древней атмосферы.
В бескислородной архейской атмосфере ультрафиолет создавал необычные узоры из атомов серы. Они закрепились в породах на поверхности и стали маркером древней фотохимии. Кремний же становился тяжелее при реакции базальта с морской водой. Сочетание обоих признаков в одних и тех же породах — как отпечаток пальца древнего океана в сердце континентов.
Сравнение китайских данных с глобальными выявило закономерность: почти все сохранившиеся фрагменты архейской коры, возрастом до 3,8 миллиарда лет, несут следы поверхностной переработки. Это означает, что первые континенты Земли в значительной степени состояли из переработанной океанической коры и осадков.
Такое открытие предполагает, что уже в глубокой древности существовал круговорот материала между поверхностью и недрами. Вероятно, это была ранняя форма тектоники плит или внедрение вулканической коры. Этот процесс связывал атмосферу, океан и внутреннее строение Земли, создавая условия для ранней обитаемости планеты около 3,8 миллиарда лет назад. Исследование предлагает новую версию происхождения континентов: они родились не из огненных глубин, а из смеси древних океанов и пород, измененных солнечным светом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Изображение: sciencex.com / ИИ
