Первые континенты выпрыгнули на поверхность Земли на 500 миллионов лет раньше, чем предполагалось

Большинство людей знают, что суша, на которой мы все живем, составляет только 30% поверхности Земли, а остальная часть покрыта океанами.

Возникновение континентов стало поворотным моментом в истории жизни на Земле, не в последнюю очередь потому, что это скромная обитель большинства людей. Но до сих пор не ясно, когда именно эти континентальные массивы суши впервые появились на Земле и какие тектонические процессы их создали.

наше исследование, опубликовано в Труды Национальной академии науквозраст скал определяется по самым древним континентальным частям (так называемым кратонам) в Индии, Австралии и Южной Африке. Песок, на котором образовались эти скалы, когда-то сформировал одни из первых пляжей в мире.

Мы пришли к выводу, что первые крупные континенты поднялись над уровнем моря около 3 миллиардов лет назад — намного раньше, чем 2,5 миллиарда лет, оцененные предыдущими исследованиями.

Пляж возрастом 3 миллиарда лет

Когда континенты поднимаются над океанами, они начинают разрушаться. Ветер и дождь разбивают камни на песчинки, которые уносятся реками вниз по течению и накапливаются вдоль берегов, образуя пляжи.

Эти процессы, которые мы можем наблюдать в действии сегодня во время похода на пляж, действуют уже миллиарды лет. Сканируя горные породы на предмет наличия древних пляжных отложений, геологи могут изучать эпизоды формирования континентов, которые происходили в далеком прошлом.

Слева: образования песчаника (с мерной линейкой); Справа: микрофотографии зерен циркона. Кредит: Автор предоставлен

Кратон Сингбхум, древний кусок континентальной коры, составляющий восточные части Индийского субконтинента, содержит несколько древних образований песчаника. Эти слои были первоначально сформированы из песка, отложенного на пляжах, в устьях рек и рек, который затем был погребен и спрессован в скалы.

Мы определили возраст этих отложений, изучив микроскопические зерна минерала циркона, который сохранился в этих песчаниках. Этот металл содержит следы урана, который очень медленно превращается в свинец в результате радиоактивного распада. Это позволяет нам оценить возраст этих зерен циркона, используя метод, называемый История с урановыми пулями, который хорошо подходит для датировки очень древних горных пород.

Зерна циркона показывают, что песчаники Сингбхум были отложены около 3 миллиардов лет назад, что делает их одними из старейших пляжных отложений в мире. Это также указывает на появление континентального массива суши на территории современной Индии по крайней мере 3 миллиарда лет назад.

Интересно, что осадочные породы примерно этого возраста также присутствуют в самых старых кратонах Австралии (кратон Пилбара Велгарн) и Южной Африки (кратон Капваль), что указывает на появление многих континентальных массивов суши по всему миру в это время.

подняться над этим

Как скалистые континенты поднялись над океанами? Уникальной особенностью континентов является их толстая и плавучая кора, которая позволяет им плавать на поверхности мантии Земли, как пробка в воде. Как и айсберги, верхняя часть континентов с более толстой коркой (обычно более 45 км) выступает над водой, в то время как континентальные массы с коркой менее примерно 40 км остаются под водой.

Итак, если секрет возникновения континентов кроется в их толщине, нам нужно понять, как и почему они начали становиться толще.

Гранит — одна из наименее плотных и самых плавучих пород (градуированный карандаш). Кредит: Автор предоставлен

Большинство древних континентов, в том числе кратон Сингхбхум, сделаны из гранита, который образовался в результате плавления ранее существовавших пород в основании коры. В ходе нашего исследования мы обнаружили, что граниты в кратоне Сингхбхум формировались на все больших глубинах примерно от 3,5 до 3 миллиардов лет назад, что означает, что кора за это временное окно стала толще.

Поскольку гранит является одним из менее плотных типов горных пород, древняя кора Кратона Сингхбхум становилась более плавучей с увеличением толщины. Мы подсчитали, что около 3 миллиардов лет назад континентальная кора Кратона Сингхбхум выросла до длины примерно 50 километров, что сделало ее достаточно плавучей, чтобы начать подниматься над уровнем моря.

Возникновение континентов оказало глубокое влияние на климат, атмосферу и океаны ранней Земли. Эрозия этих континентов обеспечила бы химическими питательными веществами прибрежную среду, в которой процветала ранняя фотосинтетическая жизнь, что привело к Всплеск производства кислорода И, наконец, помогает создавать богатая кислородом атмосфера в котором мы процветаем сегодня.

Эрозия ранних континентов также помогла бы изолировать углекислый газ из атмосферы, что привело бы к глобальному похолоданию ранней Земли. На самом деле, самые старые ледниковые отложения тоже встречаются. Он появляется в геологической летописи Около 3 миллиардов лет назад, вскоре после того, как из Мирового океана возникли первые континенты.

написано:

• Приядарши Чоудхари — научный сотрудник, аспирант, Университет Монаш
• Джек Малдер — научный сотрудник, Квинслендский университет
• Оливер Небель — доцент, Университет Монаша
• Питер Кавуд — профессор и лауреат ARC, Университет Монаша

Первоначально опубликовано в Беседа.