Цирконы рассказали о первых континентах Земли
6 февраля 2026 г.
Анализ цирконов позволил пересмотреть время формирования континентов и создания условий, благоприятных для зарождения жизни. Работа опубликована в журнале Nature.
Исследование провели учёные из Висконсинского университета в Мадисоне. Оно выявило в цирконах, древнейших минералах планеты, химические признаки – свидетельства того, что в хадейском эоне, более 4 миллиардов лет назад, уже существовали субдукция и обширная континентальная кора.
Выводы основаны на химическом анализе цирконов из Джек-Хиллз в Западной Австралии. Эти зёрна размером с песчинку являются единственными непосредственными свидетельствами первых 500 миллионов лет существования Земли. Они дают представление о том, как взаимодействовали поверхность и недра планеты при формировании первых континентов.
Исследователи изучили микроэлементы в отдельных зернах циркона с помощью WiscSIMS – прибора, который позволяет изучать микроскопические элементы диаметром всего в одну десятую диаметра волоса. Они содержат отпечаток среды, в которой сформировались цирконы. Благодаря им учёные могут отличить цирконы, образовавшиеся в магме, которая произошла из мантии под земной корой, от цирконов, связанных с субдукцией и континентальной корой. Поскольку цирконы сохраняют химический состав с момента кристаллизации и крайне устойчивы к изменениям, они могут свидетельствовать о процессах, происходивших на Земле несколько миллиардов лет назад. «Это крошечные капсулы времени, которые содержат огромное количество информации», – говорит руководитель исследования Джон Вэлли, почётный профессор из Висконсинского университета в Мадисоне.
По его словам, химический состав изученных цирконов определенно свидетельствует об ином происхождении, нежели у хадейских цирконов из Южной Африки. «Мы обнаружили в Джек-Хиллз, что большинство наших цирконов едва ли происходит из мантии, – сказал исследователь. – Они напоминают континентальную кору. Похоже, что они образовались над зоной субдукции».
«Я думаю, что и данные из Южной Африки, и наши данные верны», – сказал профессор. Существование двух групп цирконов свидетельствует о том, ранняя Земля была геологически разнообразна и в разных регионах действовали разные тектонические стили.
Важно отметить, что субдукция, которая могла привести к образованию цирконов из Джек-Хиллз, могла быть не такой, как современная. Джон Вэлли описал процесс, при котором мантийные плюмы частично таяли, собирались у основания земной коры и создавали циркуляцию, которая могла увлекать материалы с поверхности вниз. «Это субдукция, – подчеркнул Джон Вэлли. – Это не тектоника плит, но породы с поверхности погружаются в мантию».
В результате субдукции насыщенные водой породы с поверхности попадали в более горячие недра, где могли происходить плавление, формирование магмы и, соответственно, гранита. «Если на поверхности есть материал, значит, в хадейском эоне там была жидкая вода», – заключил профессор. Когда влажный материал с поверхности попадает в недра, вода выделяется, благодаря чему складываются условия для образования гранита.
Гранит и родственные ему породы являются основным строительным материалом для континентов, которые обеспечивают стабильную среду на поверхности. Джон Вэлли отмечает, что новое открытие меняет представления о том, когда появилась суша и как формировались условия на поверхности. Возраст самых древних из известных микрофоссилий составляет около 3,5 миллиардов лет, однако цирконы из Джек-Хиллз свидетельствуют о том, что условия, потенциально благоприятствующие появлению жизни, сформировались гораздо раньше.
«Мы предполагаем, что в истории Земли было около 800 миллионов лет, когда поверхность была пригодна для жизни, но у нас нет ископаемых свидетельств и время появления жизни на Земле остается неизвестным», – говорит Джон Вэлли.
Источник: Висконсинский университет в Мадисоне.
Метки: тектоника, геодинамика, зарубежные исследования, история Земли