Геологи объяснили, что запустило уничтожение литосферных плит на Земле
Американские геологи проверили, существует ли связь между столкновением прото-Земли с гипотетической планетой Тейя и первой субдукцией на Земле. Ученые построили двух- и трехмерные модели этого механизма, чтобы воссоздать условия древней геодинамики.
Большой вопрос геологии Земли — почему тектонические плиты сталкиваются и наползают друг на друга (геологи называют это субдукцией). Наша планета уникальна, потому что единственная в Солнечной системе обладает активной плитной тектоникой. Венера, например, похожа на Землю массой, размером, плотностью и даже силой тяжести (одно время ее называли сестрой Земли), но тектоника там, вероятнее всего, устроена иначе, магматизм Венеры внутриплитный. Движения плит не наблюдают и на Марсе, другой соседней планете земного типа.
Причины субдукции на Земле до сих пор остаются спорными — исследователи могут судить о геодинамике по древним минералам. Например, анализ цирконовых пород из Западной Австралии показал, что формирование земной коры началось 4,35 миллиарда лет назад. Интересно, что примерно за 200 миллионов лет до этого прото-Земля столкнулась с гипотетической планетой Тейя (впрочем, эту гипотезу многие считают устаревшей), в результате чего образовалась Луна.
Существует предположение, что оба этих процесса — модель формирования Луны и начало субдукции на Земле — взаимосвязаны. При этом высказывались версии, что тектонику плит вызвал мантийный плюм или удар крупного космического тела.
В этот раз четверо американских геологов из Калифорнийского университета решили проверить, могло ли столкновение с Тейей запустить первую земную субдукцию. Для этого ученые построили двумерную модель ранней геодинамики всей мантии катархейского эона (4,567-4,031 миллиарда лет назад), а затем протестировали механизм возникновения тектоники плит на трехмерных моделях. Результаты научной работы опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Построенные модели затрагивают период спустя 50 миллионов лет после застывания жидкого океана магмы. Температура границы «ядро — мантия», по мысли авторов исследования, была выше, чем сейчас — не 3473-4573 кельвина, а 5273 кельвина (зону разогрел железный осадок от гипотетической Тейи). Такие условия могут вызывать частичное или полное плавление в этом слое. Согласно моделям, процесс образования субдукции происходил следующим образом. После удара Тейи о Землю часть гипотетической планеты осталась в виде двух крупных областей с низкой скоростью сдвига. Они находятся на границе нижней мантии и ядра.
В этих гигантских структурах через 99 миллионов лет после события зарождается мантийный плюм. Он поднимается к верхней мантии (для простоты понимания можно представить капли) и становится узким из-за низкой вязкости. По мере приближения к уже уплотнившейся литосферной толще плюм ослабляет литосферу и спустя 109 миллионов лет, как следует из моделирования, проникает в нее. Возникает высокотемпературное, не очень вязкое клиновидное образование. Через 123 миллиона лет после удара этот клин раздвигает литосферу и опускает ее края книзу, формируя зоны субдукции, которые плиты поддерживают уже самостоятельно.
Тем не менее подобный сценарий возможен при пределе текучести литосферы в 80 мегапаскалей. При значении в 100 мегапаскалей субдукция возникает только с одной стороны, а при 150 мегапаскалях плюмы не могут пробить литосферу. Также процесс не запускается при низкой температуре границы «мантия — ядро»: он продолжается, пока не остынет до ≥ 3773 кельвинов, но не происходит при 3273 кельвинах.
Ученые проверили этот механизм на нескольких трехмерных моделях — он подтвердился за тем исключением, что при пределе текучести литосферы в 100 мегапаскалей субдукция не возникла. Так или иначе, исследователи доказали, что температура на границе «ядро — мантия» — ключевое условие тектоники плит на Земле. А разогревается эта зона, в рамках моделирования авторов работы, именно благодаря осаждению ядра гипотетической Тейи при столкновении 4,5 миллиарда лет назад.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии