«Апостериори»: Следы древней тектонической активности нашли в породах возрастом более 3 миллиардов лет

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Геологи обнаружили в Австралии древние вулканические породы с химическим составом, похожим на породы современных вулканических дуг. Это может указывать на то, что уже в архее на Земле существовал процесс, при котором вода с поверхности попадала глубоко в мантию и изменяла процессы образования магмы.

Тектоника плит играет значительную роль в жизни современной Земли. В зонах субдукции одна литосферная плита погружается под другую, унося с собой воду и другие вещества. Попадая в мантию, они изменяют процессы плавления горных пород и приводят к образованию вулканических дуг, таких как Японские острова или Анды. Однако когда именно появились первые подобные процессы, остаётся предметом споров.

Одна из главных проблем заключается в том, что ранняя Земля была значительно горячее современной. Её литосфера была более слабой и менее жёсткой, поэтому классическая субдукция, при которой холодная океаническая плита погружается как единая структура, могла быть невозможна. Некоторые исследователи предполагают, что ранняя Земля могла существовать без полноценной тектоники плит.

В исследовании, опубликованном в 2026 году в журнале Nature Communications, учёные изучили вулканические породы комплекса Whundo Group в кратоне Пилбара на западе Австралии. Их возраст составляет около 3,13–3,10 миллиарда лет. Эти породы сохранились необычно хорошо для такого древнего возраста и позволяют исследовать состав магм, существовавших на ранней Земле.

Авторы обнаружили в них сразу несколько типов вулканических пород, характерных для разных геологических условий: толеитовые базальты, кальк-щелочные базальты и бониниты. Последние особенно интересны, поскольку в современной Земле они обычно формируются на ранних стадиях субдукции, когда вода из погружающейся океанической коры попадает в мантию.

Анализ химического состава показал, что источник этих магм должен был содержать значительно больше воды, чем обычная мантия. Для образования наиболее примитивных бонинитов исследователи оценивают содержание воды примерно от 0,8 до 1,5 процентов. Это сопоставимо с количеством воды в мантии современных зон субдукции.

Чтобы объяснить эти данные, авторы предлагают механизм, который называют dripduction – «капельная субдукция». В отличие от современной тектоники плит, при которой огромные литосферные плиты погружаются вдоль протяжённых границ, в этом сценарии отдельные участки горячей и более плотной гидратированной литосферы могли постепенно погружаться в мантию. Такой процесс мог переносить воду с поверхности Земли внутрь планеты и приводить к образованию магм с геохимическими характеристиками, похожими на магмы современных вулканических дуг.

При этом результаты не означают, что современная тектоника плит существовала уже 3 миллиарда лет назад. Авторы предполагают скорее промежуточный этап: ранняя Земля могла ещё не иметь глобальной системы движущихся плит, но уже обладала механизмами переработки коры и обмена веществом между поверхностью и мантией.

Если эта интерпретация верна, она помогает объяснить, как молодая Земля могла поддерживать долгосрочный круговорот воды и других элементов. А это, в свою очередь, могло сыграть важную роль в формировании условий, необходимых для появления и сохранения жизни.