Language
Country/Area
No result found
Раскрывая тайну древнейшей коры Земли: каков состав и процесс формирования первичной коры?
Эволюция земной коры включает в себя формирование, разрушение и обновление ее внешней каменистой оболочки. В ходе этих процессов изменчивость состава земной коры гораздо выше, чем у других подобных планет (таких как Марс, Венера и Меркурий). В отличие от относительно цельной коры других планет, земная кора содержит не только океанические плиты, но и плиты суши. Это уникальное свойство отражает сложные процессы в земной коре, происходившие на протяжении истории Земли, в частности, продолжающееся движение тектонических плит. Ученые предложили ряд теорий о механизмах эволюции земной коры и предоставили гипотетические решения проблем ранней земной системы на основе фрагментарных геологических свидетельств и наблюдений.
Ранняя корка
Механизм формирования ранней коры
Изначально вся Земля была расплавлена из-за высоких температур, создаваемых и поддерживаемых сжатием ее ранней атмосферы, ее быстрым вращением и частыми столкновениями с близлежащими астероидами. По мере замедления планетарного агрегирования Земля постепенно охлаждалась, и тепло из лавового океана уходило в космос посредством излучения. Одна из теорий затвердевания лавы заключается в том, что когда температура опускается до определенного уровня, дно лавового океана начинает сначала кристаллизоваться, образуя тонкий слой «остывающей корки». Этот слой охлажденной коры обеспечивал теплоизоляцию неглубоких недр, поддерживая температуру, достаточную для протекания процессов кристаллизации в глубоком расплавленном океане.
Во время кристаллизации лавового океана состав образующихся кристаллов меняется в зависимости от глубины: на больших глубинах основным компонентом является Mg-перовскит, а на более мелких участках — оливин.
Дихотомия земной коры
Дихотомия земной коры подразумевает резкий контраст между составом и свойствами океанических и континентальных плит. В настоящее время океаническая и континентальная кора формируются и поддерживаются процессами тектоники плит, однако дихотомия ранней земной коры вряд ли была вызвана этими механизмами. Исследование предполагает, что дихотомия земной коры могла сформироваться до начала глобального движения плит, поскольку в то время всю поверхность Земли покрывали тонкие, малоплотные породы, которые не смогли затонуть.
Последствия столкновения
На планетах по всей Солнечной системе обнаружено множество крупных ударных кратеров, связанных с периодом, известным как Поздняя тяжелая бомбардировка, который закончился около 4 миллиардов лет назад. Исследования последних лет также показали, что скорость эрозии Земли и продолжающееся движение плит привели к тому, что эти ударные кратеры сегодня больше не видны. Если масштабировать ударные кратеры, наблюдаемые на Луне, то прогнозируется, что по крайней мере 50% первоначальной земной коры покрыто ударными бассейнами. Эта оценка показывает значительное влияние ударных вмятин на поверхность Земли.
Основные эффекты воздействия ударных кратеров на раннюю кору включают образование крупных туннелей, регулировку давления на грунт и повышение температуры нижнего слоя.
Типы корочки
Оригинальная корочка
Минералы кристаллизовались из расплавленного океана, образуя первоначальную кору. Возможным объяснением этого процесса является то, что затвердевание края мантии около 4,43 миллиарда лет назад привело к образованию континентов, состоящих из богатых магнием ультраосновных пород.
Вторичная корка
Вторичная кора формируется в основном путем переработки предыдущей примитивной коры с образованием основной вторичной коры. Частичное плавление в этом процессе увеличивает содержание основного компонента в расплаве, и большая часть вторичной коры формируется в срединно-океаническом хребте, образуя океаническую кору.
Третья корочка
Современная континентальная кора — это третичная кора, наиболее дифференцированный тип коры, состав которой существенно отличается от общего состава Земли. Эта кора содержит более 20% несовместимых элементов, что вызвано частичным плавлением вторичной коры.
Начало тектоники плит
Формирование и развитие плит обусловлено горячими точками в ранней мантии, которые вызывают локальное опускание коры на поверхности, способствуя последующему опусканию плит. Численные модели показывают, что только мощные горячие точки могут размягчить кору и разрушить ее структуру. Согласно модели, первоначальная субдукция началась 3,6 миллиарда лет назад.
Современные аналогии ранней коры
Геохимические характеристики раннеархейских пород метаморфического комплекса Акаста очень похожи на некоторые современные мезохистические породы Исландии, что позволяет нам в некоторой степени исследовать состав и процессы формирования земной коры в то время.
Изучение этих ранних земных корок не только помогает нам понять историю Земли, но и вдохновляет на глубокие размышления о возможной геологической активности в будущем. Столкнувшись с этими сложными механизмами эволюции земной коры, мы не можем не задаться вопросом: существуют ли сходства в эволюции земной коры других планет Земли или каждая из них уникальна?
