Ученые назвали вероятную причину возникновения тектонического движения на Земле

Москва. 27 сентября. INTERFAX.RU - Тектоническое движение литосферных плит на Земле могло быть вызвано столкновением нашей планеты с гигантским метеоритом. По мнению ученых из Австралии, это одна из вероятных причин, пишет N+1 со ссылкой на Nature Geoscience.

Современное тектоническое движение литосферных плит на Земле характеризуется несколькими особенностями. Это, например, постоянное обновление океанской земной коры в результате формирования новых магматических пород в срединно-океанических хребтах и медленного поглощения коры в зонах субдукции (линейно протяженная зона, вдоль которой происходит погружение одних блоков земной коры под другие - ИФ). Такие процессы приводят к полному обновлению коры примерно за 100 млн лет. Когда и по каким причинам началось движение земной коры по такому механизму - до сих пор открытый вопрос.

Известно, что субдукционным зонам не меньше 3 млрд лет, но что происходило с литосферными плитами в катархейскую эру (охватывает первые 600 млн лет истории Земли), неизвестно. Осадочных горных пород с катархея практически не осталось, поэтому анализ геологических событий, происходивших ранее, чем 4 млрд лет назад, крайне затруднен. Для этого используется анализ обломочных пород, содержащих циркон, косвенные свидетельства или компьютерное моделирование.

Моделирование

В своей новой работе геофизики решили исследовать, что могло происходить с Землей после ее вероятного столкновения с достаточно большим метеоритом. Около 4 млрд лет назад столкновение с метеоритами было одним из основных факторов, определяющих происходящее на Земле. Ученые предположили, что именно большой метеорит мог стать причиной формирования современной литосферы и ее тектонического движения.

Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи провели компьютерное моделирование событий, которые могли происходить с мантией и литосферой после падения метеорита, с использованием метода Монте-Карло. В модели они использовали данные о количестве и размере астероидов на этом этапе развития Солнечной системы, их вероятной скорости и тепловом потоке при столкновении.

Что показало

Компьютерное моделирование показало, что падение метеорита приводит к возбуждению температурной аномалии в мантии. Такая аномалия развивается и вызывает подъем вещества из глубоких слоев наружу и погружение изначально сформировавшихся слоев земной коры вглубь мантии.

Смоделировав процессы, происходившие с внешними слоями земной коры катархея после столкновения с метеоритами разных размеров, ученые показали, что в ответ на любое сильное начальное возмущение в момент столкновения в земной мантии начинается медленный переход к устойчивому состоянию с достаточно тонкой корой и субдукционными зонами. Однако такое состояние отличается от современного, поэтому ученые предположили, что при формировании современной земной коры произошли последовательные столкновения с несколькими метеоритами (радиус одного из них должен был быть не меньше 1 тыс. км).

В результате этих столкновений мог образоваться колебательный режим с двумя метастабильными состояниями. Результаты моделирования показали, что между этими состояниями произошло несколько переходов с периодом около 100 млн лет, после чего около 4 млрд лет назад в результате охлаждения и утолщения литосферы (и, возможно, еще нескольких столкновений с метеоритами меньшего размера) образовалось относительно устойчивое новое состояние, близкое к сегодняшнему.

Исследование также показало, что, кроме тектонического движения, такое столкновение могло привести и к формированию современного магнитного поля Земли, которое образуется по механизму магнитного динамо и довольно чувствительно к неоднородностям в мантии.

Стоит отметить, что полученные результаты подтвердили и данные недавних геологических исследований. Если изначально считалось, что тектоническое движение началось около 3 млрд лет, то анализ изотопного состава титана показал, что это произошло не позже 3,5 млрд лет назад.