Полученные результаты могут представлять собой новое понимание того, как эволюционируют потенциально пригодные для жизни планеты, похожие на Землю.

Источник:

Ученые из Пенсильванского университета описали возможный механизм формирования кратонов — древних и обширных участков континентальной коры. Кратоны простираются более чем на 150 километров, от поверхности Земли до верхней мантии, где они действуют подобно килю лодки, удерживая континенты на плаву на уровне моря или вблизи этого показателя в течение геологического времени.

Новый механизм, предложенный учеными, может объяснить, как образовались кратоны около 3 миллиардов лет назад. Считается, что кратоны сформировались между 3 и 2,5 миллиардами лет назад — в то время, когда радиоактивные элементы, такие как уран, распадались примерно в два раза быстрее и выделяли в два раза больше тепла, чем сегодня.

Источник:

Согласно новой теории, материки не возникли из океанов планеты как стабильные массивы суши. Более вероятно, что воздействие дождей и ветров на свежую породу около 3 млрд лет назад запустило серию геологических процессов, создавших устойчивую кору.

"Чтобы создать планету, подобную Земле, вам нужно создать континентальную кору, и вам нужно стабилизировать эту кору", - сказал Джесси Рейминк, доцент кафедры наук о земле в Пенсильванском университете и автор исследования. "Ученые думали об одном и том же - континенты стали стабильными, а затем поднялись над уровнем моря. Но мы говорим, что эти процессы происходили не одновременно".

В результате выветривания в неглубокой коре сконцентрировались тепловыделяющие элементы: уран, торий, калий. Это позволило более глубокой коре остыть и затвердеть. Так был создан толстый, твердый слой, который защитил дно континентов от деформации.

Источник:

"Рецепт формирования и стабилизации континентальной коры предполагает концентрацию этих тепловыделяющих элементов, которые можно рассматривать как маленькие тепловые двигатели, расположенные очень близко к поверхности", - сказал Эндрю Смайе, адъюнкт-профессор наук о земле в Пенсильванском университете и автор исследования. "Вы должны учитывать это, потому что каждый раз, когда атом урана, тория или калия распадается, он выделяет тепло, которое может повышать температуру земной коры. Горячая кора нестабильна - она подвержена деформации и не удерживается на месте."

Когда ветер, дождь и химические реакции разрушали горные породы на древних континентах, отложения и глинистые минералы смывались в ручьи и реки и попадали в море. Там они образовывали осадочные отложения, например сланцы, в которых содержалось большое количество урана, тория и калия.

Столкновения тектонических плит погребали эти осадочные породы глубоко внутри земной коры. Там под воздействием радиогенного тепла, выделяемого сланцами, нижняя часть земной коры плавилась. Расплавы поднимались обратно в верхнюю часть земной коры, удерживая элементы, выделяющие тепло, в таких породах, как гранит. Это позволяло нижней части земной коры остывать и затвердевать.