Ново изследване показва, че Земята не винаги е била динамичната планета, която е днес. Някога тя е била обвита в една единствена твърда черупка и много по-късно земната кора се е разделила на гигантските плочи, които носят континентите.

Днес Земята е динамична планета с външен слой, съставен от текточни плочи, които се сблъскват и трият взаимно, плъзгат се или потапят една под друга - процеси, които пораждат земетресения и вулкани. Други се разделят, а пространството между тях се запълват с разтопена скала, пораждайки подводни планински хребети в средата на големите океански басейни, се разказва в прессъобщение на Университета на Мериленд в Колидж Парк.

Изследването, публикувано в списание Nature, е последният залп в дългогодишните дебати в нмаучната геоложка общност - дали тектониката на плочите е започнала веднага, една теория, известна като униформизъм или Земята първо е преминала през дълга фаза с твърда черупка, която обхваща цялата планета?

Новите резултати на екипа, воден от Майкъл Браун (Michael Brown), професор по геология в университета в Мериленд, показват, че моделът на твърдата черупка е по-вероятен.

Учените изследват проби от скали, събрани от Източния Пилабарски щит, огромен участък от древна гранитна кора в Западна Австралия. Тези скали са едни от най-старите, запазени на Земята, датиращи около 3,5 до 2,5 милиарда години. В своето изследване, учените проучват изотопния и химическия състав на гранитите, защото обикновено те са свързани с вулканичните вериги, което може да е признак на активност на тектоничните плочи.

Те също така изследват базалтови проби от свързаната формация Кукал. Този вид скали се образуват при изригване на вулкани и на океанското дъно на местата, където се разделят тектоничните плочи по средата на океанските басейни. Днес, когато покритото с базалт океанско дъно достигне континентите, то потъва под повърхността в процес, известен като субдукция. Там, където се трият двете плочи, скалите се разтопяват и се образуват огромни маси подземен гранит. 

Предишни изследвания предполагат, че базалтите от масива Кукал биха могли да са източникът на гранитите в Пилабарски щит, поради сходствата в химичния им състав. Браун и неговите сътрудници тестват тази теория и още едно предположение - могат ли базалтите от Кукал да се стопят до образуване гранит по някакъв начин, различен от субдукция от базалта под повърхността на Земята? Ако е това е така, може би тектониката на плочите, все още не се е случила, когато са се образували гранитите в Пилабарски щит. 

^{В така наречените зони на субдукция ръбът на едната плоча се подпъхва под другата плоча като едновременно я избутва, докато потъва в земната мантия.}

За да разберат това, изследователите провеждат термодинамични изчисления.

С тези проби като отправна точка учените построяват серия от моделни експерименти, за да разберат какво може да се случи, ако тектониката на плочите не е започнала веднага.

Те са установили, че гранитите от Пилабарски щит може да са се образували от базалтите на Кукал като това може да е станало по един сценарий, при който една цялостна черупка покрива планетата. 
Това щеше да създаде "висок термичен градиент" с високи температури на плитки дълбочини и ниско налягане.

"Нашите резултати показват, че гранитите от Пилабарския щит са произведени от разтопени базалти от масива Кукал или подобни материали в среда с висок термичен градиент", заяви Браун. "Освен това съставът на базалтите Кукал показва, че те също са по-ранно генерирани скали. Ние стигнаме до извода, че процеса на многоетапното образуване на първите континенти на Земята е по сценария на продължително съществуваща цялостна черупка преди да започне тектониката на плочите".

В момента тектонична активност в Слънчевата система е открита само на Земята и вероятно на Меркурий. Подозира се и съществуването на някакви тектонични процеси на небесни тела с подземни океани като Европа, леденият спътник на Юпитер.

Още по темата

15/12/2016

Земята

Изстиването на мантията причинява бързо изтъняване на земната кора

28/11/2016

Земята

Намерена е вода на 1000 км дълбочина, на една трета от пътя към земното ядро

24/11/2016

Земята

Защо в Япония има толкова често големи земетресения? (видео)

14/09/2016

Земята

Очаква се смъртоносно изригване на японския вулкан Сакураджима (видео)