Изучив множество образцов древних горных пород, австралийские ученые смогли определить, когда Земля испытала пик тектонической активности. В статье в журнале Geology названа цифра 1,1 млрд лет.
Земная кора разделена на литосферные плиты, которые постоянно сталкиваются друг с другом. В результате образуются горы, или же одна плита может проскользнуть под другую и разрушиться. Такая тектоническая активность продолжается по крайней мере 3 млрд лет, но никто не знает, как она изменяется со временем, становится ли Земля более или менее активной через определенные промежутки времени. Чтобы выяснить это, Мартин Ван Кранендонк (Martin Van Kranendonk) из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales) и Кристофер Киркланд (Christopher Kirkland) из Геологической службы Западной Австралии (Geological Survey of Western Australia) решили провести реконструкцию истории движения литосферных плит.
Сперва ученые рассмотрели 3200 образцов пород из разных концов света и измерили содержание в них циркония и тория – эти химические элементы наиболее типичны для пород, сформированных в периоды тектонических активизаций. Затем они измерили содержание изотопа кислорода в 1200 других образцах пород – на количество этих изотопов также влияет рециклинг земной коры (переработка материала литосферы после погружения его в мантию в зонах субдукций).
Полученные результаты дают основания предполагать, что тектоническая активность Земли увеличивалась в период с 3 млрд лет назад, когда наша планета была еще юной, до пика, случившегося 1,1 млрд лет назад, когда все континенты столкнулись, сформировав огромный суперконтинент Родинию. После этого активность стала спадать, и Земля «успокаивается» и по сей день. По мнению геологов, это свидетельствует о том, что наша планета имеет своего рода продолжительность жизни.
Ключевым фактором такого увеличения активности, по мнению австралийцев, стало укрупнение тектонических плит – как следствие, столкновения плит стали более сильными. По мере того как Земля остывала, движение плит замедлилось и тектоническая активность падала.
Эдриан Ленардик (Adrian Lenardic) из Университета Райса в Хьюстоне (Техас, США) предполагает, что более низкая тектоническая активность, характерная для первых миллиардов лет существования Земли, связана с прогревом: горные породы были более горячими и более пластичными, поэтому плитам было труднее раскалываться. Таким образом, они оставались неподвижными в течение длительного периода, в то время как напряжение, предшествовавшее началу их «покачивания», накапливалось. Если это предположение верно, то ранняя Земля испытывала землетрясения намного более интенсивные, чем когда-либо в истории человечества, считает геолог.
В том, что землетрясения действительно были сильнее, сомневается Алексей Рязанцев, старший научный сотрудник Геологического института РАН. По его мнению, связывать состав образцов с тектонической активностью следует с осторожностью: возрастом 1,1 млрд лет часто датируются зрелые кварцевые песчаники, которые отлагаются на обширных равнинах. «Если выборки не являются репрезентативными, то вся концепция разваливается», – говорит Кент Конди (Kent Condie) из Института горного дела и технологии в Сокорро (Нью-Мексико, США).
Даже если австралийские геологи правы и активность Земли снижается, то все равно сложно сказать, сколько времени понадобится на то, чтобы вся внутренняя энергия планеты израсходовалась и тектоническая активность сошла на нет. Вполне возможно, что внутреннее тепло будет поддерживать тектоническую деятельность вплоть до того момента, пока Земля не будет поглощена Солнцем через 7 миллиардов лет.
