Гаряча мантія молодої Землі створила “кладовище” континентальних плит

Тектоніка кори
Нові знахідки свідчать про те, що стародавня Земля мала мантію, яка була набагато ефективнішою у формуванні шматків земної кори. Джерело: MIT News

Вищі температури мантії Землі змушувати тектонічні плити занурюватись значно глибше всередину Землі, ніж це відбувається сьогодні.

Безперервний рух тектонічних плит формував поверхню Землі впродовж мільярдів років. Континенти та океанічне дно штовхали одне одного, постійно змінюючи фасад планети. Коли дві масивні плити зіштовхуються, одна з них може поступитись та зануритись під іншу у процесі, який називається субдукцією.

Вчені встановили, що у наш час субдуковані плити можуть занурюватись на глибину близько 670 км. Це межа, на якій плити набувають консистенції меду, а решта мантії виявляється занадто щільною, щоби вони могли рухатись далі. Виявилось, що цей субдукційний фільтр існував всю відому історію Землі.

Субдукція океанічної плити та формування вулканічних островів – інфографіка.

Проте геологи з MIT встановили, що цей кордон щільності не був таким вираженим у молодої Землі 3 мільярди років тому. У своїй публікації у журналі Earth and Planetary Science Letters дослідники відзначають, що молода Земля мала мантію з температурою на 200 °C вищою, ніж вона є сьогодні. Така різниця у температурах могла створити умови для утворення менш щільного та однорідного матеріалу по всьому шару земної мантії.

“Ми з’ясували, що близько 3 мільярдів років тому субдуковані плити мали більшу щільність у порівнянні з навколишньою мантією, навіть у перехідній зоні, і з точки зору плавучості, немає підстав вважати, що вони там застрягали.”

– написав у прес-релізі Бенджамін Клейн, аспірант кафедри Землі, Атмосферних та Планетарних наук MIT –

“Натомість, вони завжди мали занурюватись далі, що є дуже нетиповим випадком сьогодні.”

Останнє місце спочинку

У наш час, коли плити занурюються у мантію, вони виявляються щільнішими за верхній та нижній шар мантії довкола. Однак у перехідній зоні щільність мантії переважає, і плити перестають тонути. Вони практично залишаються там плавати. Оскільки 3 мільярди років тому мантія була набагато гарячішою та менш щільною, плити продовжувати занурюватись. Субдуковані плити опускались до самого дна мантії та знаходили останнє місце спочинку трохи вище ядра Землі.

Щоби отримати дані, дослідники проаналізували велику електронну базу зразків, яка охопила понад 1400 зразків сучасної гірської породи та коматіїтів, гірської породи, яка була поширена 3 мільярди років тому. Вчені вивчили склад кожного зразка, щоби створити профілі сучасної субдукційної плити та такої, що існувала 3 мільярди років тому. Це дозволило їм створити термодинамічну модель з щільностями кожної плити.

Це дослідження показало, що на певному етапі охолодження Землі вона утворила власний конвекційний фільтр для тектонічних плит. Зараз невідомо, що станеться у майбутньому, однак зрештою ми можемо побачити новий етап в еволюції Землі, де буде існувати вже два шари для утримання плит у мантії.

Earth and Planetary Science Letters, 2017: doi.org/10.1016/j.epsl.2017.07.003

Total
5
Shares
5 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Бермудські острови
Далі

Новий механізм утворення вулканів пояснює виникнення Бермудських островів

Дослідники з Корнельського університету у США зацікавилися походженням Бермудських островів. Вони дослідили гірські породи, що лежать в основі…
Утворення кристалів льоду
Далі

Мікроби керують процесом замерзання води завдяки протеїнам, і ми можемо це використати

Група вчених з Університету Юти дослідила протеїни, які використовуються різними живими істотами від бактерій до комах у якості…
Дослідження в Південному океані
Далі

Українські науковці повертаються до дослідження Південного океану – вперше з 2001 року

13 листопада група українських вчених вперше після 17-річної перерви вирушила в дослідницьку експедицію з вивчення стану Південного океану.