Эон Катархей – период от 4,6 до 4,0 миллиардов лет назад – остаётся одним из наименее изученных этапов в истории нашей планеты. Эта эпоха началась с рождения Земли, за которым последовало катастрофическое столкновение с объектом размером с Марс. Этот колоссальный удар не только породил Луну, но и полностью расплавил недра Земли. Твердая кора начала формироваться около 4,5 миллиардов лет назад, однако дальнейшее развитие планеты долгое время оставалось предметом научных дискуссий.
На протяжении многих лет доминировала гипотеза «застойной крышки», согласно которой Земля оставалась в таком состоянии, по крайней мере, до конца Катархея. Эта теория предполагала, что планета была покрыта жёсткой, неподвижной внешней оболочкой, в то время как более глубокие слои мантии подвергались конвекции – медленному перемещению материала, вызванному теплом. В этом сценарии ранняя Земля не имела субдукции – процесса погружения одной тектонической плиты под другую, а также не производила континентальную кору, характерную для современной системы тектоники плит.
Однако теперь учёные из проекта ERC Synergy Grant «Мониторинг эволюции Земли во времени» (MEET) предлагают совершенно иную интерпретацию. Эта международная коллаборация объединяет геохимиков из Гренобля (Франция) и Мэдисона (США) с геодинамическими моделистами из Центра геологических исследований имени Гельмгольца в Потсдаме (Германия).
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда MEET представила доказательства того, что как субдукция, так и формирование континентальной коры были активны в Катархее, и, возможно, даже с большей интенсивностью, чем считалось ранее. Группа из Гренобля проанализировала изотопы стронция и микроэлементы в расплавных включениях – крошечных карманах расплавленного материала, заточённых внутри 3,3-миллиардолетних кристаллов оливина. Эти древние кристаллы послужили редкими геохимическими «снимками» ранней Земли. Параллельно группа из GFZ применяла передовые геодинамические модели, чтобы понять, как эти геохимические закономерности связаны с древней тектонической активностью.
Их объединённые результаты указывают на гораздо более динамичную раннюю Землю. Они позволяют предположить, что широкомасштабная субдукция и рост континентальной коры могли начаться на несколько сотен миллионов лет раньше, чем предписывали предыдущие теории, коренным образом меняя наше понимание зарождения геологических процессов, сформировавших современный облик нашей планеты.
