Навели суєту. Вчені з'ясували, як насправді сформувалися континенти Землі

Континенти Землі є величезними масивами земної кори, що розділяють її океани й вони вкрай важливі для планети. Однак досі вчені не можуть прийти до єдиного знаменника у розумінні того, що ж насправді породило ці великі масиви суші, які роблять Землю унікальною в Сонячній планеті та відіграють важливу роль у тому, що на планеті сформувалося життя, пише Space.

Довгий час дослідники вважали, що за видалення заліза із земної кори відповідальна кристалізація граната у магмі під вулканами. Вчені вважали, що це дозволило корі залишатися на плаву в океанах Землі. Однак нове дослідження вчених ставить під сумнів цю теорію і змушує геологів та планетологів переосмислити процес формування континентів Землі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Земна кора є зовнішньою оболонкою планети й умовно ділиться на дві категорії:

• стара, товстіша континентальна кора;
• молодша, щільніша океанічна кора.

Дослідники зазначають, що нова континентальна кора починає формуватися, коли її будівельні блоки передаються на поверхню планети з континентальних дугових вулканів. Відомо, що вони розташовані у трьох частинах земної кулі, де океанічні плити занурюються під континентальні. Ці зони називаються зонами субдукції.

Зазначимо, що сухі континентальні кірки відрізняються від глибоководних океанічних кірок відсутністю заліза у континентальній корі. Простими словами, через відсутність заліза континентальні кірки стають плавучими й підіймаються над рівнем моря, утворюючи масиви суші, які й уможливили земне життя.

Раніше дослідники припустили, що низький вміст заліза у земній корі є результатом кристалізації гранату у магмі під континентальними дуговими вулканами. По суті цей процес видаляє неокислене залізо із земних плит і виснажує його з розплавленої магми, що робить його більш окисленим у міру формування континентальної кори.

У новому дослідженні група вчених на чолі з помічником професора Корнелльського університету Меган Холікрос і геологом Смітсонівського національного музею природної історії Елізабет Коттрелл розпочали перевірку цієї теорії. Схоже, вперше за останні 5 років, з 2018 року, коли її було вперше озвучено, вченим вдалося її спростувати.

Щоб перевірити цю теорію, вчені відтворили величезний тиск і високу температуру, характерні простору під континентальними дуговими вулканами. Для цього вони використали преси з поршневим циліндром, розташованим у Лабораторії високого тиску Смітсонівського музею та Корнелльському університеті. Ці поршні розміром не більше холодильника і зроблені зі сталі та карбіду вольфраму, проте вони здатні чинити величезний тиск на крихітні зразки породи, одночасно нагріваючи їх у циліндричній печі.

Зазначимо, що температура в печі становила від 950 до 1230 градусів за Цельсієм, а тиск, що створюється, в 15-30 тисяч разів перевищував атмосферний. Далі Коттрелл із колегами провели серію з 13 лабораторних випробувань, у яких їм вдалося виростити зразки гранату з розплавленої породи під тиском та температурою, що імітують умови всередині магматичних камер глибоко у земній корі.

Далі вчені проаналізували вирощені в лабораторії зразки за допомогою абсорбційної рентгенівської спектроскопії, здатної розпізнати склад об'єктів в залежності від того, як вони поглинають рентгенівські промені. Результати дослідження свідчать, що ці гранати не поглинали достатньо неокисленого заліза. Простими словами, вони буквально не можуть бути відповідальними за рівні виснаження та окислення заліза, що спостерігаються в магмах, що формують континенти. Таким чином вчені дійшли висновку, що теорія, яка вважалася однією з найправдоподібніших, насправді малоймовірна.

Водночас дослідники зазначають, що поки що їм лише вдалося спростувати популярну теорію, проте результати їх дослідження, на жаль, не дають альтернативних гіпотез, які могли б пояснити утворення континентальної кори.

Раніше Фокус писав про те, як лише один метеорит змінив хімічний склад кори Землі.