• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.04.2025, 18:20
Татьяна Пичугина
1,3 тыс

Ученые смоделировали первичную кору Земли независимо от тектонического режима

❋ 4.9

Вскоре после образования Земли, когда недра еще представляли собой магматический океан, на ее поверхности возникла твердая кора. Эта хрупкая оболочка существовал недолго и была утрачена из-за бомбардировки астероидами. Ее обломки сохранились в древнейших кратонах континентов. Об эволюции протокоры известно немного, а ее состав вызывает споры. В новой работе ученые смоделировали процессы, которые привели к появлению первичной континентальной коры, опираясь на анализ несовместимых рассеянных элементов.

Ученые смоделировали первичную кору Земли независимо от тектонического режима – иллюстрация к материалу на Naked Science
Диаграмма показывает процессы, происходящие в магматическом океане в катархее, изотопные резервуары и образование потенциального массива. Цвета отражают тепловое поле в модели конвекции при участии ударных событий и вулканизма. Поверхность — доархейский массив (показана только с иллюстративными целями) / © Simon Turner et al., Nature, 2025

Считается доказанным, что планеты земной группы прошли стадию магматического океана. Источником тепла для его образования послужили продолжающаяся аккреция вещества и астероидные удары. Из кипящей магмы при температуре примерно 1000 градусов Цельсия стали выпадать железные капли. Они тонули и формировали ядро. А более легкие силикатные минералы поднимались наверх и затвердевали, образуя первичную земную кору. На Земле эти процессы шли в первую сотню миллионов лет ее существования — с 4,5 до 4,4 миллиарда лет назад.

Согласно общепринятой гипотезе, первичная кора была базальтовой, поскольку выплавлялась из вещества, близкого к хондритовому. Это известно из анализа метеоритов.

Гораздо меньше внимания уделяли литофильным, то есть имеющим сродство к кремнию, рассеянным элементам протокоры. А ведь они указывают на материнское вещество, из которого образовалась современная континентальная кора. Заняться этой проблемой решили ученые из Австралии, Великобритании и Франции. Их статья вышла в журнале Nature.

Ученые смоделировали первичную кору Земли независимо от тектонического режима – иллюстрация к материалу на Naked Science
Относительная хронология процессов в катархее. Нисходящий поток метеоритных ударов по отношению к возрасту ядра по гафнию-вольфраму, возрасту обеднения мантии Исуа (Гренландия) и возрасту предшественников пород Нуввуаджиттак (Канада) и древнейших цирконов Джек Хиллз / © Simon Turner et al., Nature, 2025

В отличие от традиционных подходов, в новом исследовании смоделирован процесс выплавления протокоры из мантии после того, как сформировалось ядро. Авторы исходили из того, что в процессе затвердевания магматического океана и роста ядра в нем сложились восстановительные условия. Произошло разделение расплава на железную фракцию, остаточный ультраосновной расплав превратился в мантию, а небольшая фракция легкого силикатного состава всплыла, обогащаясь по пути несовместимыми литофильными элементами.

Новая модель помогла объяснить, как возникли аномалии неодима-142. Это редкоземельный элемент из группы лантаноидов, образовавшийся из изотопа самария-146, период полураспада которого — 103 миллиона лет. То есть он был активен только в самом начале образования планеты. Система 146Sm-142Nd очень важна для изучения первого этапа планет земной группы, почти полностью стертого из геологической летописи.

В древних горных породах на Земле нашли как отрицательные, так и положительные аномалии 142Nd, что говорит о неоднородности протокоры. Для объяснения этого привлекают разные гипотезы, в частности тектонику плит. Новая модель показала, что в этом нет необходимости: протокора обладала нужными свойствами в любом случае — с субдукций или без нее. Причем первичная континентальная кора, в противовес базальтовой обогащенная кремнием, должна была существовать в первые сотни миллионов лет, что ранее не допускалось. Она могла стать исходным материалом для горных пород архея, дошедших до нашего времени.

По мнению авторов статьи, их модель помогла решить несколько давних проблем, включая «следы субдукции» в цирконах формации Джек-Хиллз в Австралии возрастом 4,3 миллиарда лет. Для этого надо допустить переработку первичной коры и включение ее материала в последующий цикл выплавки новой земной коры.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Татьяна Пичугина
Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

9 июля, 18:33
Редакция Naked Science

Торжественная церемония прошла в Пекине, на совместном заседании ведущих научных организаций Китая и XI съезда Китайской ассоциации науки и техники. Вручал награды председатель КНР Си Цзиньпин. Оганов получил премию за научно-техническое сотрудничество. Эта награда считается одной из самых престижных в сфере науки.

7 июля, 08:30
ПНИПУ

Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

6 июля, 14:44
Илья Гриднев

Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий