Остатки ранней коры
Тектоника плит, главная парадигма современной геологии, утверждает, что поверхность Земли постоянно видоизменяется. Составляющие ее плиты, крупные блоки литосферы, перемещаются, подныривают друг под друга в так называемых зонах субдукции или расходятся с образованием новой коры между ними в других зонах, например в срединно-океанических хребтах.
Из-за этой постоянной циркуляции на планете почти не осталось пород, существовавших сразу после ее рождения около четырех миллиардов лет назад. Поэтому свои представления о том времени геологи основывают на косвенных данных, например на геохимических следах в виде изотопов горных, извлеченных из пород, которые существовали первые сто миллионов лет после образования Солнечной системы.
Концентрации короткоживущих изотопов 182W, 142Nd, 129Xe на поверхности планеты показывают, что полного усреднения древних пород по объему планеты за время ее эволюции не случилось.
Международная коллаборация ученых Кельнского университета и Свободного университета Берлина только что доказала, что остатки земной коры первых континентов все-таки существуют. Этот древний материал был похоронен в глубинных резервуарах старой и холодной коры, скорее всего, более четырех миллиардов лет назад.
Неожиданный результат удалось получить при исследовании кратона Каапвал (Kaapvaal Craton) жесткого участка земной коры в древних породах Южной Африки. Изотопный анализ обнаружил здесь слабое снижение концентрации 182W, продукта распада короткоживущего 182Hf, характерного для процессов на Земле более четырех с половиной миллиардов лет назад. Ученые считают, что все дело в движении ранней коры, которая опустилась в глубокую мантию, подверглась там переработке, а затем поднялась на поверхность. Интересно, что такие же концентрации изотопов ученые наблюдали в определенных типах вулканических пород, называемых океанскими островными базальтами. Все это означает, что остатки ранней коры еще находятся под мантией.
В будущем авторы предлагают сравнить свои результаты с находками на других планетах во время космических миссий. К примеру, данные миссий на Марсе и упавшие на Землю марсианские метеориты показывают, что у Марса по-прежнему очень старая поверхность без признаков какой-либо тектоники плит, а геохимический состав пород Марса может отвечать составу пород ранней Земли.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 119, 18, 2022)