Геологи из Гарвардского университета представили доказательства того, что тектонические плиты Земли находились в активном движении уже 3,5 миллиарда лет назад. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, устанавливают наиболее раннюю на сегодняшний день дату начала глобальных геологических процессов, которые сформировали облик планеты и создали условия для возникновения жизни.
Объектом изучения стали древнейшие сохранившиеся породы, обнаруженные в кратоне Пилбара в Западной Африке. Этот регион представляет собой уникальный массив архейского эона – периода, когда на Земле только начинали появляться первые микроорганизмы. Группа ученых под руководством профессора Роджера Фу и Алека Бреннера анализировала магнитные свойства минералов в районе купола Норт-Поул, где также были найдены древнейшие свидетельства жизни в виде строматолитов.
Методика палеомагнитного анализа позволила исследователям реконструировать перемещение участков земной коры в далеком прошлом. В процессе формирования породы содержащиеся в ней магнитные зерна ориентируются вдоль линий магнитного поля планеты. Эти сигналы служат природным навигатором, позволяя определить широту и ориентацию блока литосферы в момент его остывания и затвердевания.
Анализ более 900 образцов показал, что за 30 миллионов лет исследуемый участок коры переместился с 53 до 77 градусов широты и развернулся по часовой стрелке более чем на 90 градусов. Скорость дрейфа составляла около десяти сантиметров в год, что сопоставимо с динамикой современных литосферных плит. Для сравнения ученые привели данные по породам из зеленокаменного пояса Барбертон в Южной Африке, которые в тот же период оставались практически неподвижными в районе экватора. Разница в поведении различных регионов указывает на то, что земная оболочка уже тогда была разделена на сегменты, перемещавшиеся относительно друг друга.
Полученные данные опровергают гипотезу о «застойной крышке» – теории, согласно которой ранняя Земля была покрыта сплошной неподвижной корой. Хотя ученые еще не установили, была ли эта активность идентична современному циклу тектоники, наличие дрейфа отдельных блоков подтверждено фактически. Тектоника плит считается ключевым фактором, превратившим Землю в обитаемый мир с регулируемым климатом и стабильными материками.
В ходе работы исследователи также зафиксировали древнейшую из известных инверсий магнитного поля Земли. Это событие, при котором северный и южный магнитные полюса меняются местами, связано с движением расплавленного железа во внешнем ядре планеты. Частота подобных смен полюсов 3,5 миллиарда лет назад была значительно ниже современной, что указывает на иные режимы работы механизма геодинамо на ранних этапах эволюции Земли.
