Земле не хватает части своей коры, и теперь у ученых есть новое руководство в том, что винить: много ледников.
Почти 720 миллионов лет назад Земля была покрыта глобальным льдом, эпоха, известная как Земля в виде снежного кома. 31 декабря исследователи сообщили, что из-за того, что эти глобальные ледяные щиты растаяли в океане, образовали бульдозер размером от 1,8 до 3 миль (3 и 5 километров). Там тектоника плит перевернула его обратно в горячий средний слой Земли, в мантию, переработав его. это в новый рок.
Если ученые правы, Snowball Earth объясняет очень странную особенность геологии, которая называется Великое Несоответствие. При рассмотрении по всему миру это несоответствие относится к слою, где осадочные породы были отложены прямо на вершине самой старой породы фундамента земной коры. Как ни странно, между этим магматическим или метаморфическим фундаментом и старейшими сохранившимися осадочными породами отсутствуют сотни миллионов лет осадочных слоев. Например, в Гранд-Каньоне ошеломляющие 1,2 миллиарда лет рок просто отсутствуют.
Минеральная тайна
К. Бренхин Келлер, геохронолог из Калифорнийского университета в Беркли, не пытался объяснить Великое несоответствие, когда начал свои исследования по цирконам, минералам, которые настолько прочны и выносливы, что выживают дольше, чем любые другие части коры. на земле. Самым старым цирконам 4,4 миллиарда лет, они всего на 165 миллионов лет моложе самой планеты.
Поскольку цирконы могут выживать практически во всем, они хранят записи о земной коре, даже когда они расплавляются, смешиваются и перерабатываются в мантии для образования новой породы. Келлер и его команда собрали данные о примерно 34 000 цирконов, сосредоточив внимание на значениях конкретных изотопов или молекулярных вариантов, называемых гафний-176 и гафний-177.
Гафний-176 является изотопом серебристого металлического элемента гафния, который образуется при радиоактивном распаде лютеция, другого серебристого элемента. Келлер сказал Live Science, что лютеций, как правило, остается в мантии, а не внедряется в магму и не попадает в кору через извержения вулканов. В результате мантия особенно богата лютеция, и поэтому она также богата гафнием-176, который образуется в результате распада лютеция. По сравнению с этим кора обогащена еще одним изотопом гафния - гафнием-177. По этой причине соотношение гафния-176 к гафнию-177 в цирконе может сказать исследователям, образовался ли этот циркон из магмы, возникшей в мантии, или из магмы, которая была переработана в результате таяния старой коры.
Вторичная корка
К большому удивлению Келлера и его коллег, соотношение в цирконе показало, что большая часть старой коры была переработана и переплавлена для производства новых цирконов, причем все за один раз. Это было «действительно драматично», сказал Келлер.
«Если вы хотите сделать это в глобальном масштабе, вам нужно разогреть массу коры и превратить ее в новую магму», - сказал он.
Келлер сказал, что для того, чтобы сделать это быстро, большая часть коры должна быстро таять в нижней части коры, или она должна быть вытолкнута в мантию на морском дне в процессе, называемом субдукцией. К счастью, путешествие по воде оставляет определенный набор молекулярных отпечатков пальцев на молекулах кислорода внутри цирконов, поэтому Келлер и его команда могли проверить, не прошли ли цирконы (и камни, которые когда-то их размещали), в водяное путешествие. Оказывается, они имели.
Возникала история: огромное количество коры, довольно внезапно переносимой в зоны океанической субдукции, чтобы вернуться в мантию. Но, если бы вся эта кора переместилась в океан, вероятно, кто-то должен был заметить эрозию, сказал Келлер.
«И действительно, мы имеем - в Великом Несоответствии», - сказал он.
Протереть
Келлер признает, что это экстраординарное требование и потребует экстраординарных доказательств. Он и его коллеги сделали шаг к тому, чтобы предоставить некоторые из этих доказательств, взглянув на другую линию исследований, касающихся кратеров. Они обнаружили, что около 700 миллионов лет назад ударные воронки Земли были почти полностью стерты. Только два огромных кратера, бассейн Садбери в Канаде и кратер Вредефорт в Южной Африке, предшествовали Земле снежного кома - и эти кратеры были ошеломляюще огромными, первоначально их размеры составляли 93 мили (150 км) и 185 миль (300 км) соответственно. Они были разрушены до доли их первоначального размера.
Келлер и его команда считают, что ледники Земли Снежного кома уничтожили все другие ударные воронки, слегка соскребая верхушки Садбери и Вредефорта. По их расчетам, в среднем от 1,8 до 3 вертикальных миль (3–5 км) коры были соскребены ледяным покровом снежного кома Земли за 64 миллиона лет. В некоторых местах, по словам Келлера, потери были больше, а в других ни одна корка не была потеряна вообще.
Келлер сказал, что для достижения этой цели лед должен был бы сбривать в среднем только 0,002 дюйма (0,0625 миллиметра) грязи и скалываться от коры каждый год, чтобы завершить этот подвиг. Это бриз даже для современных ледников, сказал он. Сегодня скорость эрозии континентальных ледниковых щитов колеблется от 0,004 до 0,19 дюймов (от 0,1 до 4,8 мм), при этом крутые горные ледники перемещают почти 4 дюйма (100 мм) камня и грязи ежегодно.
Келлер сказал, что ученые рассматривали ледники как возможную причину Великого Несоответствия и раньше, но эта идея была в значительной степени заброшена. Статья 1973 года, подготовленная геологом из Университета Северной Каролины Уильямом Уайтом, не получила ни одной цитаты других исследователей. Другие теории включают в себя невозможное (гигантские приливы, которые сотрили землю в чистоте, но потребовали бы, чтобы Луна образовалась на миллиарды лет позже, чем она на самом деле), и более разумные (подъем и последующее выветривание массивного суперконтинента).
Возможно, что и подъем, и ледники сыграли свою роль в расчистке километров от земной коры, сказал Келлер. В 2013 году исследователи обнаружили, что камни эпохи «Снежного кома» улавливали и хранили углекислый газ из атмосферы, возможно, из-за экстремальных погодных явлений камни стали особенно пористыми. Этот захват углекислого газа мог вызвать глобальное охлаждение, оборотную сторону глобального потепления, происходящего в наше время из-за сжигания ископаемого топлива. Охлаждение могло бы привести к глобальному ледяному климату, и в результате ледники могли бы ускорить эрозию.
Келлер и его команда работают над тем, чтобы получить финансирование для тестирования глубоких подвальных скал в условиях Великого Несоответствия, чтобы выяснить, когда они были подняты на поверхность. Он сказал, что распознание сроков поднятия и оледенения может помочь выяснить, что вызвало снежный ком на Земле и что в конечном итоге является причиной исчезновения земной коры.
Примечание редактора: эта статья была обновлена, чтобы указать, что луна должна была бы сформироваться «позже», а не «раньше», как было заявлено, чтобы поддержать теорию гигантского прилива, чтобы объяснить недостающие слои.
