Викторина решена? Исследователи, возможно, выяснили происхождение древнейшей горной породы Земли - формации Акаста Гнейс возрастом 4,02 миллиарда лет в Канаде. Их анализы и модели предполагают, что эта порода, необычно богатая силикатом для молодой Земли, образовалась в результате удара. Это нагрело первоначальную земную кору почти до тысячи градусов и таким образом создало древние гнейсы, как сообщают ученые в журнале «Nature Geoscience».
Как это выглядело на нашей планете более четырех миллиардов лет назад, до сих пор практически неизвестно. За исключением нескольких крошечных кристаллов циркония, почти нет каменных свидетелей эпохи Гадея. Однако включения циркона указывают на то, что в то время большая часть земной коры, вероятно, состояла из богатых железом базальтовых пород - остатков магматического океана. Вода и, возможно, даже мягкие условия могли существовать в Хадайкуме.
Странно другое
Один каменный современный свидетель, однако, до сих пор оставался загадкой: гнейс Акаста в Канаде. Это скальное образование, возраст которого составляет 4,02 миллиарда лет, считается самым древним камнем на земле и единственным сохранившимся образованием гадейского периода. Странно только то, что эта порода, богатая силикатом и магнетитом, никак не вписывается в образ базальтовой коры. И их геохимический состав также отличается от древних ядер континентов.
Но откуда взялся таинственный гнейс Акасты? И как это произошло? Чтобы прояснить это, Тим Джонсон из Университета Кертина в Перте, Австралия, и его коллеги повторно изучили химические характеристики самых старых частей гнейса Акаста и смоделировали возможные сценарии формирования с помощью компьютерных моделей.
Высокий нагрев, но низкое давление
Результат: первобытная горная порода должна была образоваться при высоких температурах, но при относительно низком давлении. В этих условиях кислые гнейсы образовались в результате частичного плавления базальтовой первичной коры. Таким образом, это превращение не могло произойти в горячих глубинах земной коры, а должно было произойти в верхних трех километрах земной коры, иначе давление было бы слишком высоким.
«Мы определили, что породы в верхних трех километрах основной коры должны были расплавиться, чтобы образовать это горное образование, которое сохранилось до наших дней», - сообщают исследователи. Согласно моделям, для образования гнейса Акаста из воды и богатой железом базальтовой коры требовались температуры не менее 800-900 градусов и очень крутой градиент теплового давления.
Удар как источник тепла?
Просто странно: «Для этого потребуется источник тепла сверх того, что обычно доступно в земной коре», - объясняют Джонсон и его коллеги. Согласно их выводам, наиболее вероятной возможностью является падение одного или нескольких крупных метеоритов. Астероид размером около десяти километров мог образовать 120-километровый кратер, вокруг которого порода земной коры оплавилась на глубину до трех километров.
Такое событие вполне укладывалось бы в гадейскую эпоху, потому что в это время молодая Земля переживала фазу особенно частых ударов. Большая часть обломков, оставшихся от формирования планет, столкнулась с нашей планетой и сформировала первые 600 миллионов лет или около того истории Земли. По словам Джонсона и его коллег, гнейс Акаста также мог быть обязан своим образованием этой бомбардировке.