Робота вчених дозволяє зрозуміти, чому на ранніх етапах свого існування Земля стала розвиватися в бік придатної для життя планети, а не перетворилася на нежилу Венеру.
Результати своїх досліджень автори опублікували в журналі Nature, а коротко про них повідомляється на сайті Science News, передає Лента.ру.
Вчені побудували тривимірні термомеханічні чисельні моделі, які показали, що плюми (гарячі потоки речовини, що переміщуються в мантії незалежно від її конвективної течії) могли призвести до утворення перших зон субдукції (лінійних ділянок, де відбувається занурення блоків земної кори один під одного). Геофізики назвали три основних фактори появи та стійкості зон субдукції.
Перший — негативна плавучість літосферної плити, в результаті чого її субдукуюча частина тоне в астеносфері (верхньому шарі мантії) і тягне за собою всю плиту. Другий — витончення літосфери над плюмом. Третє — наявність водної змазки для ефективного ковзання літосферних плит. Все це в умовах гарячої ранньої Землі і поверхні кори, що рівномірно її покриває, допомогло виникнути зонам субдукції та згодом — літосферним плитам.
Свої ідеї вчені почерпнули з дослідження великого родовища океанічного базальту (гірської породи з продуктів застиглої лави) в районі Карибської плити. Вчені поки не дійшли єдиної думки щодо її походження, однак вважають, що вона виникла близько ста мільйонів років тому в результаті процесів, які спостерігаються при моделюванні.
На першому етапі магма, просочившись крізь розрив, утворений в літосфері в результаті дії плюму, накопичувалася над прилеглими ділянками літосфери. Під її вагою відбувається просідання фрагменту літосфери і його обвалення. Ця ділянка земної кори взаємодіє з навколишніьою літосферою, а їх сукупність згодом відтворює характерну мозаїку літосферних плит.
Виникнення зон субдукції намагалися пояснити і раніше. Однак більшість припущень ґрунтувалися на умові наявності активної тектоніки літосферних плит, оскільки всі сучасні зони субдукції спостерігаються вже в деформованих ділянках кори. Цю проблему "курки і яйця" — того, що виникло раніше, деформація кори або субдукція — вчені розв'язали на користь останньої.
Читайте такожІсландія може бути частиною континенту, затонулого десятки мільйонів років тому - вчені
Інші вчені намагалися вирішити дилему залученням позаземних чинників, зокрема, зіткнення Землі з астероїдом і метеоритом. Ці події могли призвести до деформації земної кори, що викликало б субдукцію. Формування літосферних плит могло початися більше чотирьох мільярдів років тому.
Вирішення питання про земну тектоніку — Святий Грааль сучасної геофізики, а для цього вченим необхідно дізнатися, що відбувалося на глибині трьох тисяч кілометрів всередині Землі чотири мільярди років тому. Це завдання, на думку авторів дослідження, набагато важливіше, ніж розуміння природи інших галактик.
Читайте такожЖиття на Землі опинилася на 300 мільйонів років старшим, ніж вважалося раніше
В даний час Земля — єдина відома планета з тектонічними плитами. Схожі структури досі виявили лише у крижаних плит на Європі — супутнику Юпітера, що має одну з найбільш молодих поверхонь серед великих небесних тіл Сонячної системи. Ймовірно, тектоніка могла мати місце в минулому і на Марсі.
