Обнаружены доказательства смены геомагнитных полюсов на древней Земле
Ученые Гарвардского университета (США) выяснили, что 3,25 миллиарда лет назад в земной коре происходили те же самые тектонические процессы, что и сегодня. Некоторые участки поверхности перемещались со скоростью 6,1 сантиметра в год, а магнитные полюса Земли менялись местами.PNAS: доказана ранняя тектоника плит и смена магнитных полюсов 3,25 миллиарда лет назад
Иллюстрация: Phys.org
Ученые Гарвардского университета (США) обнаружили доказательства, что 3,25 миллиарда лет назад в земной коре происходили те же самые тектонические процессы, что и сегодня. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на сайте Phys.org.
Геологи изучили палеомагнитные записи в образцах породы из кратона Пилбара — стабильного фрагмента древней земной коры, расположенного в регионе Пилбара в Западной Австралии. С помощью магнитометров и квантового алмазного микроскопа был определен возраст и способ намагничивания образцов, что позволило реконструировать скорость и направление перемещения земной коры, а также особенности древнего магнитного поля.
Было показано, что некоторые участки поверхности перемещались со скоростью 6,1 сантиметра в год и не менее 0,55 градуса за миллион лет, что более чем в два раза превышает скорость, измеренную в предыдущих исследованиях. Древние тектонические процессы, вероятно, были главным способом высвобождения внутренней тепловой энергии планеты. Высокая скорость движения древних плит несовместима с некоторыми альтернативными моделями смещения земной коры, такими как истинное полярное блуждание, когда смещаются географические полюса планеты относительно оси вращения, и «тектоника застойной крышки», когда земная кора состоит из единой литосферной плиты, смещающейся с небольшой скоростью под воздействием мантийной конвекции.
Исследователи также обнаружили древнейшие свидетельства смены или инверсии геомагнитных полюсов, когда Северный и Южный магнитный полюс меняются местами. Известно, что за последние 83 миллиона лет это происходило 183 раза и, возможно, несколько сотен раз за последние 160 миллионов лет. Инверсия происходила также 3,2 миллиарда лет назад, и это говорит о том, что магнитное поле было достаточно сильным, чтобы предотвратить разрушение атмосферы Земли солнечным ветром.
По словам ученых, результаты исследования подтверждают, что литосфера ранней Земли была геодинамически «зрелой», и на ней происходили процессы, делающие более вероятным появление и развитие жизни. Сегодня внешняя оболочка Земли состоит примерно из 15 дрейфующих плит, чье движение способствует геохимическим циклам и стабилизации температуры поверхности. Трудно определить, когда именно началась тектоника плит, поскольку возраст самых древних пород на Земле составляет от 2,5 до 4 миллиардов лет, а их доля равна примерно пяти процентам. Самые древние фрагменты коры погружены в мантию и не всплывают на поверхность.
