Международная группа геологов обнаружила свидетельства того, что вода влияла на недра Земли и участвовала в вулканической активности более трёх миллиардов лет назад. Исследование возглавил геохимик Эрик Ванденбург из Аделаидского университета. Учёные изучали древние породы кратона Пилбара в Западной Австралии.
Анализ показал, что вода проникала глубоко под поверхность планеты и затем участвовала в образовании магмы, питавшей вулканы, похожие на современные вулканы тихоокеанского «Огненного кольца». Результаты опубликованы в журнале ScienceDaily. По мнению исследователей, Земля могла перерабатывать воду между поверхностью и недрами значительно раньше, чем считалось, хотя молодая планета работала совсем иначе, чем сейчас.
Ванденбург, представляющий школу физики, химии и наук о Земле, отметил, что эти породы дают редкую возможность изучить условия на планете миллиарды лет назад. «Эти породы сформировались более трёх миллиардов лет назад, когда Земля была совсем другим местом», — сказал он. Сегодня ключевую роль в перемещении воды через планету играет тектоника плит: в зонах субдукции одна плита погружается под другую и уносит воду из океанов к мантии, где она способствует образованию магмы.
«Ранняя Земля была слишком горячей, чтобы плиты вели себя подобным образом, поэтому до сих пор было неясно, могла ли поверхностная вода проделать этот путь более трёх миллиардов лет назад и если да, то как, — пояснил учёный. — Нас удивило свидетельство того, что большие объёмы воды уже проникли глубоко в недра Земли и повлияли на формирование вулканических пород».
Исследователи предполагают, что воду в мантию мог перемещать другой геологический механизм, который они назвали «дрипдукцией» (dripduction). Согласно этой модели, плотные, насыщенные водой участки более холодной внешней корки периодически опускались и обрушивались в горячую мантию, унося воду с собой. Там они высвобождали воду, которая помогала генерировать магму; та поднималась, извергалась через вулканы и застывала в породы, сохранившиеся на миллиарды лет.
«Земля работала не совсем так, как сейчас, но, похоже, некоторые ключевые процессы уже были запущены», — добавил Ванденбург. Открытие отвечает на важный вопрос геологии о том, как рано материалы начали перемещаться между поверхностью Земли и её глубокими недрами. Это влияет на вулканическую активность, рост континентов и движение элементов, важных для жизни. Породы возрастом около 3,1 миллиарда лет крайне редки, и Пилбара хранит одни из лучших образцов ранней Земли. Изучая химические сигнатуры в породах, команда восстановила геологические события того времени. В исследовании участвовали специалисты Аделаидского университета, Университета Монаша, Геологической службы Западной Австралии, Университета Кёртина, Австралийского национального университета, Кардиффского университета и центра GEOMAR Helmholtz в Германии.