Не выбросы магмы, а груда холодных плит: смелая теория появления континентов
Новое исследование геофизика из Университета Калгари свидетельствует против теории формирования континентов над горячими магматическими выбросами (сходная среда сейчас присутствует под Гавайскими островами). Нет – «зародыши» материков Земли образовались как побочный продукт горообразования, когда пласты относительно холодной океанической коры укладывались друг на друга. Так в мантии появлялись плотные, твердые «кили», поддерживающие вышележащую кору – что и дало сформироваться континентам.
К такому выводу профессор Дэвид Итон (David Eaton), сотрудник факультета геологии и геофизики, пришел, опираясь на компьютерные модели медленного охлаждения мантии (за несколько миллиардов лет), «усиленные» анализом распределения алмазов в недрах Африки.
«Впервые мы смогли представить в количественных показателях термальную эволюцию. Наша трехмерная модель покрыла несколько миллиардов лет, начиная с эпохи формирования континентов», - заявила коллега Итона по исследованию, адъюнкт-профессор Университета штата Квебек в Монреале Клэр Пери (Claire Perry).
Мантийные струи – результат подъема раскаленного вещества в мантии Земли. Именно их считают причиной некоторых вулканических процессов – прежде всего тех, что образуют вытянутые вулканические цепи, подобные Гавайям. Алмазы, в свою очередь, обычно встречаются в самых древних и глубоких слоях континентальной мантии. Они сообщают бездну информации о процессе формирования своей «родины».
«Древние мантийные кили – это сравнительно прочный, холодный, иногда алмазосодержащий материал. Они протянулись на глубину 200 километров (и даже больше) под древними центрами континентов», - объясняет Итон. «Эти кили успешно сопротивлялись тектонической “переработке” [через погружение] в глубокую мантию, что позволило континентам сохраниться на длительных отрезках геологического времени и создало подходящие условия для развития биосферы суши».
Методика Итона учитывает такие важные факторы, как снижающийся вклад естественной радиоактивности в тепловой баланс, и позволяет рассчитать другие свойства, оказывающие сильное влияние на эволюцию мантии (объемный вес, реологические свойства).
«Наша компьютерная модель родилась из междисциплинарного подхода, где сочетается классическая физика, математика и информатика. Объединив эти науки, мы смогли взяться за фундаментальную проблему геологии», - рассказывает Итон.
На иллюстрации: компьютерная модель показывает градиент плотности мантии за 2,5 миллиарда лет (в сопоставлении с океаном), начиная с изначально более холодного состояния. Плотностью управляет состав мантии и медленно понижающаяся температура. Киль вещества с малой плотностью, протянувшийся до 260 километров в глубину, слева (x < 600 км) обеспечивает запас «плавучести», не дающей континентам поддвигаться («перерабатываться» в недрах Земли). Верхний график показывает расчетную модель высоты.
Данные исследования представлены в журнале Nature Geoscience.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru