Как появились первые континенты?

В архее, примерно 3,5 миллиарда лет назад, в земной коре образовались основные крупные массивы новой коры из гранитоидных пород трех типов (тоналитов, трондьемитов и гранодиоритов). Появление этих ТТГ-пород стало поворотным этапом в раннем росте коры, однако об этом известно мало. Некоторые геологи считают, что оно связано с началом движения крупных тектонических плит по поверхности планеты, а сами массивы были первыми зонами субдукции, то есть подныривания одной плиты под другую.

Архейская кора и сегодня остается частью континентов. Например, в Северной Америке она заполняет внутренние районы Канады между горным поясом Кордильер на западе и горными поясами Гренвилл и Аппалачи на востоке.

Ответ на вопрос о том, как появились архейская кора, предлагает новая работа геологов университетов Южной Калифорнии и Британской Колумбии, выполненная под руководством профессора Мэттиуса Смита (Matthijs Smit).

Ученые использовали данные всех известных образцов архейских пород, которые геологи мира анализировали последние 30 лет. Это и позволило отсеять локальные аномалии и выделить основные закономерности. Исследователи дают объяснение, которое основано на магматических процессах океанических плато, сформировавшихся в первые несколько сотен миллионов лет истории Земли.

Концентрации Nb и аномалии Ti в ТТГ-породах позволили сузить область поиска для состава их первичных расплавов. Геофизики также определили концентрацию неизменных химических элементов (La, Sm, Yb, Sr, Y, Eu), которые содержались в исходных магмах, образовавших гранитоидную кору. Так удалось выяснить, что ее источником были разновидности габбро. Это зернистая магматическая порода основного состава. В результате ученые пришли к выводу — сначала породы медленно погружались в кору, где нагрелись и превратились в магматический расплав, который затем вылился на поверхность Земли.

Профессор Смит говорит, что геологов всегда волновал вопрос о том, что началось первым — плиттектоника или ТТГ-магматизм. Анализ показывает, что они могли быть и не связаны друг с другом. Весь объем данных исследования доступен в открытом хранилище геохимической информации Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents, организованном Университетом Георга-Августа в Геттингене. Статью можно скачать на сайте журнала Nature Communications.