Тепло мантии омолодило земную кору 3 миллиарда лет назад
Информация, полученная от молекул магматического циркона, дает исследователям новое представление о том, как устроена внутренняя часть Земли.
Мало что известно о природе и эволюции континентальной коры Земли до нескольких миллиардов лет назад, потому что кратоны, или стабильные участки литосферы возрастом более 2-3 миллиардов лет, относительно редки, сообщает «scitechdaily».
Тем не менее, кратоны являются домом для крошечных частиц циркона, которые содержат несколько изотопных систем, таких как уран, гафний, кислород или свинец, и предлагают один из способов заглянуть на миллиарды лет в прошлое.
Обломочные цирконы, обнаруженные в осадочных породах, которые были выветрены из горных пород, могут содержать более непрерывные записи истории Земли, чем магматический циркон, образовавшийся из расплавленной породы или магмы. Но поскольку обломочным цирконам не хватает петрогенетической информации об исходных породах, из которых они произошли, они могут указывать на искусственно молодой возраст, а также на неправильные изотопы гафния для древних пород.
В новом исследовании ученые сосредоточились на неповрежденном магматическом цирконе.
Предыдущие исследования показали, что при переходе от палеоархейской эры к мезоархейской, около 3 миллиардов лет назад, произошло увеличение изотопных соотношений гафния, расположенных как в детритных, так и в магматических цирконах.
Считается, что это увеличение является результатом омоложения земной коры, при котором более новая магма закачивается в более старые породы земной коры. Широко распространена теория, что это увеличение также знаменует собой переход от неподвижной коры и мантии к периоду более изменчивого движения плит.
Новое исследование, в котором изучались магматический циркон и другие геохимические свойства гранитоидных пород в юго-западном блоке Янцзы в Китае, кратоне, возраст которого составляет более 3 миллиардов лет, ставит под сомнение эту теорию. Исследователи предполагают, что омоложение земной коры, происходящее во всем мире в эту эпоху, было результатом повышения температуры мантии, а не широкомасштабной тектонической активности.
Данные, полученные при анализе изотопов в магматическом цирконе, свидетельствуют о том, что более молодая магма втекла в существующую континентальную кору, в результате чего мантийная порода расплавилась, а горячая магма скопилась на границе коры и мантии. Часть этой частично расплавленной магмы остыла и превратилась в гранитоиды, подобные тем, что находятся в юго-западном блоке Янцзы. Этот процесс, возможно, сыграл значительную роль в росте континентальной коры и предлагает новые возможные объяснения происхождения тектонических конфигураций Земли, которые мы знаем сегодня.