• 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
19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

20 августа, 11:56
Татьяна Зайцева

Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.

19 августа, 12:49
Мария Азарова

Воспоминания не исчезают бесследно: иногда пережитый опыт перестает влиять на поведение, хотя его след продолжает сохраняться в мозге. Ученые решили проверить, можно ли вернуть такую «забытую» память и что произойдет, если напомнить о произошедшем не совсем точно.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

17 августа, 12:59
Марк Чернов

Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий