Полет сквозь рукава Млечного Пути помог формированию земной коры

Нестабильные гравитационные условия в спиральных рукавах Млечного Пути провоцировали метеоритные бомбардировки нашей планеты объектами облака Оорта. Авторы нового исследования предполагают, что благодаря тем метеоритам на молодой Земле образовались «зерна» первых континентов и запустились тектонические процессы. Научная статья опубликована в журнале Geology.

Сегодня земная кора разбита на плиты, которые медленно передвигаются по более пластичной астеносфере, слою верхней мантии. Материковая кора более «плавучая» и менее плотная, чем океаническая. Поэтому там, где они «встречаются», океаническая кора уходит глубже в Землю, плавясь в мантии. Из-за этой активности куски мантии регулярно «всплывают» к поверхности и выплескиваются извержениями вулканов, образуя новую материковую кору. Так возникло предположение, что первые материки образовались над зонами субдукции.

К сожалению, все оказалось гораздо сложнее, потому что в катархее (до четырех миллиардов лет назад) и архее (2,5-4 миллиарда лет назад), вероятно, не было тектонического движения плит и зон субдукции. Чтобы восстановить раннюю историю формирования коры, некоторые геологи переключились с изучения масштабного движения плит на изучение мельчайших минеральных кристаллов, сформировавшихся на молодой Земле.

Ошибочно считать, что кора образовалась исключительно за счет земных процессов. На протяжении всего ее существования на планету оказывало влияние космическое окружение: от периодических изменений орбиты и циклов солнечной активности до далеких гамма-всплесков и, конечно, падения метеоритов.

В начале августа вышло исследование, которое показало, что удары метеоритов по молодой Земле раскололи оболочку планеты и спровоцировали формирование плавучих «зерен» материковой коры. Теперь другая международная команда ученых обнаружила в образовании материковой коры «ритм», совпадающий с движением планеты по Галактике. В обоих работах геологи анализировали цирконы.

Цирконы — минеральные крупицы, образующиеся при остывании магмы. Порой в этом процессе в них попадают другие элементы вроде урана, которые из-за радиоактивного распада позволяют определить возраст крупицы.

Проанализировав крупицы из разных кратонов (участков коры, отличающихся малой подвижностью), ученые выявили повторяющийся ритм их образования длительностью около 200 миллионов лет, совпадающий с вращением Солнечной системы вокруг центра Галактики и прохождением спиральных рукавов.

Путь Солнечной системы вокруг центра Млечного Пути с отметками результатов анализа частиц и важными геологическими событиями / © NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt

В спиральных рукавах гораздо выше концентрация звезд, межзвездной пыли и газа. Встречаются области звездообразования. Их гравитационные взаимодействия сбивают с орбит объекты облака Оорта, и те начинают чаще сталкиваться с планетами.

Большинство падающих на Землю объектов родом из Пояса астероидов, они прилетают со скоростью около 15 километров в секунду. Объекты из облака Оорта — со скоростью около 52 километров в секунду. Врезаясь в планету, они выбивали огромное количество коры, провоцируя «всплытие» расплавленной мантии.

Со временем средний размер падающих метеоритов и удары стали менее разрушительными. В то же время на планете запустились процессы субдукции, и она начала сама «производить» континенты.

Так пролеты Солнечной системы сквозь спиральные рукава провоцировали метеоритные бомбардировки молодой Земли, в результате которых формировалась первая материковая кора, предполагают ученые.