• 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.
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 апреля, 08:30
Максим Абдулаев

Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.

9 апреля, 13:25
Андрей Серегин

Представления о политическом устройстве древних майя долгое время сводились к образу всемогущего обожествленного царя. Однако новые находки археологов в джунглях Гватемалы показали, что на смену абсолютной монархии там пришла куда более открытая форма власти — с советами, открытыми заседаниями и коллективной ответственностью.

9 апреля, 16:10
Татьяна Зайцева

Изучая остатки корабля, затонувшего примерно 2600 лет тому назад у побережья современного Израиля, морские археологи обнаружили, что он перевозил необработанные железные слитки, заключенные в защитный шлак. Эта находка опровергает предположения о том, что железо в древности ковали сразу после плавки — видимо, его транспортировали в виде сырья, и только потом оно попадало к кузнецам.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

9 апреля, 08:30
Максим Абдулаев

Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.

8 апреля, 02:43
Максим Абдулаев

Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.

19 марта, 10:58
Игорь Байдов

В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.

19 марта, 12:41
Игорь Байдов

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно