Когда это произошло? Одна из оценок основана на исследованиях офиолитов – редких осколков древней океанической коры, которые не погружаются в мантию, а, наоборот, поднимаются в верхнюю часть континентальной коры в зоне субдукции. В 2007 году было проведено исследование офиолита из Гренландии, возраст которого оценен в 3,8 миллиарда лет. Эта оценка начала тектонической деятельности является самой древней.
Наблюдаем за другими мирами
С помощью наблюдений Ио, спутника Юпитера, мы можем понять, как у Земли появилась ее кора. Некоторые ученые считают, что на заповедной Земле клокотал океан магмы; по-видимому, все планеты прошли через эту фазу развития. Но как бурление магмы сменилось движением тектонических плит?
На Ио нет тектоники плит, но там много действующих вулканов, которые переносят тепло из внутреннего слоя на поверхность. Тепло выходит на поверхность через тепловые трубки – своеобразную систему вулканического теплоснабжения, которая перемещает горячую расплавленную породу, или магму, на поверхность через относительно узкие каналы. Лава, распространяясь по поверхности, охлаждается и образует новый слой коры, на который позже наслаивается вещество от более свежих извержений. Со временем с помощью тепловых трубок создается толстый верхний слой коры. На Ио эта кора очень мощная – она поддерживает горы высотой более 20 километров.
Уильям Мур из Университета Хэмптона в Вирджинии и Александр Уэбб из Университета штата Луизиана (Батон-Руж, США) построили модели тепловых трубок – вроде тех, которые существуют на Ио, – и применили их к процессам, происходящим на молодой Земле, чтобы исследовать состав возникающих при этом пород и поведение коры. Полученные результаты они сравнили с самыми древними породами, известными на Земле, включая алмазы и цирконы возрастом 3 и 4,3 миллиарда лет соответственно.
Ученые пришли к выводу, что пока Земле не исполнилось 3,2 миллиарда лет, она вполне могла успеть избавиться от избыточного тепла через систему тепловых трубок, подобных трубкам на Ио. Земля тогда представляла собой совершенно голый и пустынный мир, и только в некоторых местах на ее поверхность выходили эти трубки. Ученые предполагают, что Земля в конце концов настолько остыла, что тепловые трубки захлопнулись, в горячей мантии возникло напряжение и она оказалась запертой под колпаком у коры. Согласно этой версии событий, под действием напряжений, нарастающих в конвекционных потоках мантии, внешняя оболочка сломалась и начались тектонические процессы плит.
Как менялась наша планета
За последние 4,5 миллиарда лет абсолютно все на нашей планете – от атмосферы до ядра – претерпело очень сильные изменения. Даты могут меняться в зависимости от результатов новых исследований.
4,567 млрд лет назад
Солнечная система образуется из вращающегося газового облака.
4,55 млрд лет назад
Земля формируется как планета на 65 %.
4,53 млрд лет назад
Луна возникает в результате катастрофического столкновения.
4,4 млрд лет назад
Найденные цирконы указывают на то, что на Земле уже имеются твердая поверхность и жидкая вода.
4,29 млрд лет назад
Химические вещества, найденные в цирконах, предполагают наличие жизни.
4,28 млрд лет назад
Возраст самых древних целых пород, найденных на севере Квебека (Канада).
4,1–3,8 млрд лет назад
Земля и Луна подвергаются ударам последней метеоритной бомбардировки.
3,8 млрд лет назад
Офиолит из Гренландии как самое раннее подтверждение тектоники плит.
3,43 млрд лет назад
Первое свидетельство о бактериальной, или архейской, жизни.
3,4 млрд лет назад
По-видимому, уже существуют фотосинтезирующие бактерии.
2,8 млрд лет назад
Фотосинтезирующие бактерии начинают выделять кислород.