Как ученые с помощью древних кристаллов смогли раскрыть секрет колоссального океана магмы на поверхности Земли
Около 4,5 миллиардов лет назад Солнечная система была гораздо более изменчивым местом. Протопланеты регулярно врезались друг в друга, разрастаясь, сливаясь и сбрасывая обломки, которые впоследствии превратились в луны. Так родилась наша собственная Луна, когда Земле было всего 50 миллионов лет.
Считается, что эти регулярные катаклизмы растопили скалистую поверхность планеты, создав всемирный океан пузырящейся магмы глубиной в несколько сотен километров. Со временем, когда все успокоилось, эта магма остыла и кристаллизовалась в породу, зафиксировав структуру и химический состав Земли и даже внося свой вклад в ее раннюю атмосферу.
К сожалению, этот период в прошлом Земли трудно изучать, поскольку тектоническая активность имеет тенденцию перерабатывать старые породы, выталкивая их в мантию и расплавляя там то состояния вязкой пасты.
Но свидетельства того периода можно обнаружить и другим способом. В своем исследовании ученые из Кембриджского университета обнаружили химические отпечатки древнего магматического океана в породах Гренландии, возраст которых составляет около 3,7 миллиарда лет.
Находка была сделана в супракрустальном поясе Гренландии Исуа, регионе, который, как известно, является хранителем некоторых из самых древних горных пород на Земле и, возможно, самого раннего свидетельства существования микробной жизни.
Команда провела химический анализ этих пород и обнаружила определенные изотопы железа с аномальными включениями вольфрама. Это указывает на то, что они были остатками кристаллов, образовавшихся при охлаждении древнего океана магмы. Но фрагменты породы не просто покоились на поверхности 3,7 миллиарда лет — они путешествовали почти к центру Земли и обратно.
Считается, что со временем эти кристаллы погрузились на глубину более 700 км под поверхность планеты, до границы между мантией и ядром. Там они провели миллиарды лет в формации, которую исследователи описывают как «древнее кладбище кристаллов».
Позже они совершили обратный путь через серию стадий плавления и перекристаллизации, сначала мигрировав в верхнюю мантию. Там они смешались с камнями с других глубин, создав многослойную структуру «мраморного пирога». Затем эта смесь снова расплавилась и в таком виде достигла поверхности. По словам ученых, все это путешествие было бы похоже на процесс «дистилляции», но при этом породы сохранили химические признаки фазы океана магмы.
Изучив кристаллы, добытые из проб породы на территории Гренландии, геологи предположили, что в прошлом вся планета была покрыта океаном раскаленной магмы