Как исследователи нашли остатки первозданной земной коры недалеко от Перта

Наша планета родилась около 4,5 миллиардов лет назад. Чтобы понять эту умопомрачительно долгую историю, нам необходимо изучить горные породы и минералы, из которых они состоят.

Самые старые скалы Австралии, являющиеся одними из старейших на Земле, находятся в районе Мерчисон в Западной Австралии, в 700 километрах к северу от Перта. Их возраст составляет почти 4 миллиарда лет.

В новом исследовании, опубликованном в Связь Земля и окружающая среда, мы нашли свидетельства наличия камней аналогичного возраста возле Колли, к югу от Перта. Это говорит о том, что древние породы Западной Австралии покрывают гораздо большую площадь, чем мы думали, и погребены глубоко в земной коре.

Древняя континентальная кора

Древняя кора Австралии имеет решающее значение для понимания ранней Земли, поскольку она рассказывает нам о том, как формировалась и развивалась континентальная кора.

Континентальная кора образует основу суши, на которой живут люди, поддерживая экосистемы и обеспечивая необходимые ресурсы для цивилизации. Без него не было бы пресной воды. Он богат минеральными ресурсами, такими как золото и железо, что делает его экономически значимым.

Однако исследовать древнюю континентальную кору непросто. Большая часть его глубоко погребена или сильно изменена окружающей средой. Есть лишь несколько открытых участков, где исследователи могут напрямую наблюдать эту древнюю кору.

Чтобы понять возраст и состав этой скрытой древней коры, ученые часто полагаются на косвенные методы, такие как изучение эродированных минералов, сохранившихся в вышележащих бассейнах, или использование дистанционного зондирования звуковых волн, магнетизма или гравитации.

Однако может быть другой способ заглянуть в глубокую кору и, если повезет, даже попробовать ее.

Перетаскивание кристаллов из глубин

Кора нашей планеты часто прорезана темными пальцами магмы, богатой железом и магнием, которая может простираться от верхней коры до мантии Земли. Эти структуры, известные как дайки, могут возникать на глубине не менее 50 километров (намного глубже, чем даже самая глубокая скважина, длина которой составляет всего 12 километров).

Эти дайки могут собирать небольшое количество минералов из глубины и транспортировать их на поверхность, где мы можем их исследовать.

В нашем недавнем исследовании мы обнаружили свидетельства существования древней погребенной породы, датируя зерна циркона из одной из этих даек.

Циркон содержит следы урана, который со временем распадается на свинец. Точно измеряя соотношение свинца и урана в зернах циркона, мы можем сказать, как давно это зерно кристаллизовалось.

Этот метод показал, что кристаллы циркона из дайки датируются 3,44 миллиарда лет назад.

Титанитовая броня

Цирконы заключены в другой минерал, называемый титанитом, который химически более стабилен, чем циркон в дайке. Представьте себе крупинку соли, заключенную в сваренную вкрутую сахарную конфету и брошенную в чашку горячего чая.

Стабильность титанитовой брони защищала древние кристаллы циркона от изменений химических условий, давления и температуры по мере продвижения дайки вверх. Неэкранированные кристаллы циркона в дайке сильно видоизменились во время путешествия, что уничтожило их изотопные записи.

Однако зерна, покрытые титанитом, сохранились в целости и сохранности, что дает редкую возможность заглянуть в раннюю историю Земли.

Дайка, возраст которой составляет около 1,4 миллиарда лет, открыла уникальное окно в древнюю кору, которое в противном случае оставалось бы скрытым. Мы также нашли подобные древние зерна циркона дальше на север в песке реки Суон, которая протекает через Перт и впадает в тот же регион, что еще раз подтверждает возраст и происхождение этих древних материалов.

Результаты расширяют известную площадь древней коры, ранее обнаруженную в районе Нарриер округа Мерчисон.

Одна из причин, по которой важно понимать глубокую кору, заключается в том, что мы часто находим металлы на границах между блоками этой коры. Картирование этих блоков может помочь наметить зоны для исследования потенциала добычи полезных ископаемых.

Остатки глубокого времени

Поэтому в следующий раз, когда вы возьмете камень и минеральные зерна сотрутся с вашей руки, подумайте, как долго эти зерна могли существовать.

Чтобы разобраться в шкале времени, представьте, что история нашей планеты длилась год. Земля образовалась из клубящейся пыли 12 месяцев назад. Любая горстка песка, которую вы подберете в окрестностях Перта, будет содержать одно или два песка, собранных примерно десять месяцев назад. Большая часть золота Австралии образовалась семь месяцев назад, а наземные растения прибыли только месяц назад.

Две недели назад появились динозавры. Все человечество пришло за последние 30 минут. А ты? Как ни странно, в таком масштабе ваша жизнь продлится примерно полсекунды.

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.