Причиною тектонічного руху на Землі назвали гігантський метеорит

Однією з ймовірних причин початку тектонічного руху літоферних плит на Землі виявилося зіткнення нашої планети з гігантським метеоритом. Такий висновок зробили вчені з Австралії, змоделювавши процеси, які могли відбуватися в мантії і літосфері чотири з половиною мільярди років тому. Результати дослідження опубліковані в.

У сучасного тектонічного руху літосферних плит на Землі є кілька характерних особливостей. До них, наприклад, відноситься постійне оновлення океанської земної кори в результаті формування нових магматичних порід в срединно-океанічних хребтах і повільного поглинання кори в зонах субдукції. Такі процеси призводять до повного оновлення кори приблизно за 100 мільйонів років. Коли і з яких причин почався рух земної кори за таким механізмом - досі відкрите питання.

Відомо, що субдукційним зонам не менше трьох мільярдів років, але що відбувалося з літосферними плитами в катархейську еру, невідомо. Осадових гірських порід з катархея практично не залишилося, тому аналіз геологічних подій, що відбувалися раніше, ніж чотири мільярди років тому, вкрай ускладнений. Для цього використовується аналіз уламкових порід, що містять циркон (докладніше про це можна прочитати в нашому матеріалі), непрямі свідчення або комп'ютерне моделювання.

У своїй новій роботі геофізики вирішили дослідити, що могло відбуватися з Землею після її ймовірного зіткнення з досить великим метеоритом. Близько чотирьох мільярдів років тому зіткнення з метеоритами було одним з основних факторів, що визначають те, що відбувається на Землі. Вчені припустили, що саме великий метеорит міг стати причиною формування сучасної літосфери та її тектонічного руху.

Для перевірки своєї гіпотези вони провели комп'ютерне моделювання подій, які могли відбуватися з мантією і літосферою після падіння метеорита, з використанням методу Монте-Карло. У моделі вони використовували дані про кількість і розмір астероїдів на цьому етапі розвитку Сонячної системи, їх ймовірну швидкість і тепловий потік при зіткненні.

Комп'ютерне моделювання показало, що падіння метеорита призводить до збудження температурної аномалії в мантії. Така аномалія розвивається і викликає підйом речовини з глибоких шарів назовні і занурення шарів земної кори вглиб мантії.

Змоделювавши процеси, що відбувалися із зовнішніми шарами земної кори катархея після зіткнення з метеоритами різних розмірів, вчені показали, що у відповідь на будь-яке сильне початкове обурення в момент зіткнення в земній мантії починається повільний перехід до стійкого стану з досить тонкою корою і субдукційними зонами. Однак такий стан відрізняється від сучасного, тому вчені припустили, що при формуванні сучасної земної кори відбулися послідовні зіткнення з кількома метеоритами (радіус одного з них повинен був бути не менше 1000 кілометрів).

В результаті цих зіткнень міг утворитися коливальний режим з двома метастабільними станами. Результати моделювання показали, що між цими статками відбулося кілька переходів з періодом близько 100 мільйонів років, після чого близько чотирьох мільярдів років тому в результаті охолодження і утовщення літосфери (і, можливо, ще декількох зіткнень з метеоритами меншого розміру) утворився відносно стійкий новий стан, близький до сьогоднішнього.

Дослідження також показало, що, крім тектонічного руху, таке зіткнення могло призвести і до формування сучасного магнітного поля Землі, яке утворюється за механізмом магнітного динамо і досить чутливо до неоднорідностей у мантії.

Варто відзначити, що отримані результати підтвердили і дані недавніх геологічних досліджень. Якщо спочатку вважалося, що тектонічний рух почався близько 3 мільярдів років, то аналіз ізотопного складу титану показав, що це сталося не пізніше трьох з половиною мільярдів років тому.