Изследователи са използвали циркони и изкуствен интелект, за да реконструират древната земна кора, разкривайки възможните тектонични процеси от най-ранното детство на планетата.
Този важен напредък в изследването на отдавна изгубена глава от геоложкото минало на Земята е извършен от учени от Факултета по науки за Земята към университета Джъдзян, Китай.
Тяхната работа дава нова представа как може да е изглеждала континенталната кора на планетата по време на Хадейския еон. Този древен период, започнал преди приблизително 4,4 милиарда години, е най-ранният в историята на Земята.
Хадейският еон е ключов за разбирането на произхода на континентите на Земята, но скалите от това време са изключително редки. Досега единствените известни проби са от региона Акаста в Канада и датират отпреди около 4.03 милиарда години. Поради интензивната геоложка активност в ранните дни на Земята, повечето скали от това време са били унищожени и учените наричат това време "липсваща глава" в историята на Земята.
Реконструиране на скалните записи от Хадейския еон
Тази фигура показва времевата еволюция на химичния състав на най-ранната континентална кора на Земята, възстановена от данни за циркони от Джак Хилс. Кредит: Science China Press
Въпреки че директни скални проби от това време почти не съществуват, един изключително здрав минерал, наречен циркон, успява да запази ценни следи. Някои цирконови кристали датират отпреди повече от 4,3 милиарда години и са открити в региони като Джак Хилс - хълмиста верига в Западна Австралия. Тези малки кристали съдържат геохимични подписи, които разкриват подробности за магмената активност на ранната Земя.
Не може да се разбере как са изглеждали реално скалите от хадейската кора, защото не са се запазили до днес, но "цирконите ни дават прозорец към този скрит свят", отбелязват изследователите.
Схематична еволюция на Земята (до голяма степен произлизаща от изучаването на континенталната литосфера) от първоначалната акреция от слънчевата мъглявина и интензивното ранно бомбардиране с метеорити до днес, подчертаваща промените във вътрешната структура на твърдата Земя, спрямо намаляващата температура на мантията, и промените в континенталния обем, тектоничния режим, състава на атмосферата и еволюцията на биосферата. Основните разделения на Земята на различни вътрешни и повърхностни слоеве датират от времето на нейната акреция, с изключение на вътрешното ядро, което може да се е образувало едва преди около 1 милиард години. Промените в континенталния скален запис определят седемте епохи на Земята и са показани в горната част на диаграмата (Протоземя, Първична Земя, Примитивна Земя, Млада Земя, Средна Земя, Съвременна Земя). Съкращения: ao – акреционен ороген; co – колизионен ороген; GOE – голямо окислително събитие; LLSVP – големи провинции с ниска скорост на срязване; NOE – неопротерозойско окислително събитие; pE – Протоземя; mo – магмен океан. Кредит: Cawood et al. [2022]
Реконструиране на изгубена земна кора чрез изкуствен интелект
За да отключат този прозорец, екипът е съставил най-обширната геохимична база данни в света до момента за магмените циркони и скалите, в които са намерени – повече от 14 000 циркона и 823 съвпадащи скални записа.
Използвайки тази база данни, те са обучавали контролирани модели за машинно обучение, за да откриват закономерности между микроелементите в цирконите и химическия състав на скалите-домакини. Това им е позволило да предскажат как биха могли да изглеждат "липсващите" скали. Сякаш най-ранните скали на Земята са били върнати към живот – виртуално са преминали през съвременни инструменти и са разкрити с химически детайли, точно като истински проби, тествани в лаборатория.
Благодарение на бързото развитие на изкуствения интелект, с помощта на машинното обучение е разкрита връзката между цирконите и техните скали. Това ни дава възможност на геолозите да разберат какви са били скалите близо 400 милиона години по-рано от най-древния известен скален запис в Канада, както и да проследят как може да се е развила най-ранната кора.
Схематично представяне на различни планетарни тектонични режими, базирани на геодинамично моделиране. Режимите са: (а) режим на статичен плътен тектоничен похлупак; (b) режим на бавен или мек капак с широки зони на деформация и (c) режим на активен похлупак с тесни зони на деформация, подобен на съвременната тектоника на плочите. Фигурата на режима на статичен похлупак включва два варианта: един с гореща вътрешност и вулканично активно планетарно тяло ("горещ статичен капак"; напр. Венера) и друг със студена вътрешност и вулканично неактивно тяло ("студен статичен капак"; напр. Луна). Графиките вдясно показват потенциалните повърхностни скорости на литосферата за съответните режими. Обърнете внимание на профилите на повърхностната скорост за режима на бавен и активен капак. В първия, широките зони на деформация се характеризират с големи градиенти в хоризонталната скорост, което предполага вътрешна деформация на литосферата. За разлика от това, другият вариант с тесни зони на деформация предполага, че деформацията е концентрирана между два твърди литосферни сегмента. Кредит: Cawood et al. [2022]
Проучването предполага, че хадейската кора вероятно се е образувала чрез конвергентна тектоника – подобно на това, което се случва по време на континентални сблъсъци – а не чрез дълбока океанска субдукция. Това сочи към ранни форми на конвергенция на плочите на ранната Земя, предлагайки нов модел за формиране на първичната кора и въвеждайки иновативен подход към изучаването на най-древните и неуловими скали на Земята. Методът не само разширява потенциала на циркона в ранните изследвания на Земята, но и осигурява значителен пробив в разкриването на "липсващите геоложки глави" на планетата.
Справка: “Earth’s Hadean crust formed via operation of convergent tectonics”; Denggang Lu, Jia Liu, Qunke Xia, Zhikang Luan, Jingjun Zhou, Tianting Lei, Lu Wang and Eero Hanski, 2 June 2025, National Science Review. DOI: 10.1093/nsr/nwaf230
Източник: Geologists Decode Earth’s 4.4-Billion-Year-Old “Missing” Crust, Science China Press
Още по темата
Земята
Тези скали вероятно са последните останки от ранната земна кора
Земята
Откритие за първата кора на Земята променя представата как са се образували континентите
Земята
Как учените знаят на колко години е Земята?
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Стъклените бутилки съдържат 5 до 50 пъти повече микропластмаси от пластмасовите бутилки
dolivo
Най-старите "човешки" фосили в Япония, се оказаха нечовешки, твърди ново проучване
dolivo
Как „зеленото побутване“ стимулира устойчивите избори на хората
helper68
Натурални суперколайдери: Черните дупки могат да се използват ускорители на частици