Сегодня Земля выглядит как планета с устойчивой корой, огромными материками и океанами. Однако в первые сотни миллионов лет после своего образования её поверхность была совершенно иной. Молодая планета переживала непрерывные столкновения с астероидами и протопланетными телами, а температура поверхности была настолько высокой, что привычные геологические процессы протекали совсем иначе.
Новое исследование показывает, что продолжительная серия астероидных бомбардировок могла существенно изменить раннюю историю Земли. По мнению учёных, многочисленные удары поддерживали поверхность планеты в перегретом состоянии значительно дольше, чем предполагалось ранее. Из-за этого образование первых стабильных континентов могло задержаться на десятки или даже сотни миллионов лет.
Земля не всегда имела материки
Возраст Земли оценивается примерно в 4,5 миллиарда лет.
Однако привычные нам континенты появились далеко не сразу.
После формирования планеты её поверхность представляла собой чрезвычайно горячий мир.
Большая часть внешнего слоя находилась в расплавленном или частично расплавленном состоянии.
Постепенно планета охлаждалась.
Из магматического океана начала формироваться твёрдая кора, но этот процесс оказался гораздо сложнее, чем считалось ранее.
Период интенсивных столкновений
На ранних этапах существования Солнечной системы космическое пространство было заполнено огромным количеством астероидов, планетезималей и других обломков, оставшихся после формирования планет.
Столкновения происходили чрезвычайно часто.
Каждый крупный удар сопровождался:
- выделением колоссального количества энергии;
- локальным плавлением пород;
- образованием огромных кратеров;
- выбросом расплавленного вещества;
- сильным нагревом окружающих областей.
Если подобные события повторяются регулярно, поверхность планеты не успевает полностью остывать.
Что показало новое исследование
Авторы работы построили модели ранней эволюции Земли с учётом длительной серии крупных астероидных ударов.
Результаты показывают, что последовательные столкновения могли постоянно возвращать поверхность в более горячее состояние.
Получается своеобразный эффект накопления.
Даже если после одного удара кора начинала постепенно охлаждаться, следующий астероид снова нагревал значительную часть поверхности.
В результате образование устойчивой твёрдой коры происходило значительно медленнее.
Почему высокая температура мешала появлению континентов
Континенты состоят из особого типа земной коры, которая отличается по составу и плотности от океанической.
Для её формирования необходимы достаточно стабильные условия.
Если же поверхность постоянно переплавляется, подобные структуры просто не успевают закрепиться.
Именно поэтому непрерывные столкновения могли существенно задержать возникновение первых крупных участков континентальной коры.
Планета продолжала оставаться геологически очень активной.
Речь идёт не об одном катастрофическом событии
Ранее внимание исследователей часто сосредотачивалось на отдельных гигантских столкновениях.
Новая работа рассматривает другую картину.
Главную роль могла сыграть именно длительная последовательность многочисленных ударов.
Каждый из них сам по себе не обязательно полностью переплавлял поверхность Земли.
Однако их совокупное воздействие постепенно поддерживало высокую температуру всей молодой планеты.
Именно такой продолжительный «астероидный дождь» оказался наиболее важным фактором.
Как это связано с поздней тяжёлой бомбардировкой
Учёные давно изучают период, известный как поздняя тяжёлая бомбардировка.
Предполагается, что примерно через несколько сотен миллионов лет после образования Солнечной системы внутренние планеты вновь подверглись интенсивным столкновениям с астероидами.
Однако новое исследование касается ещё более раннего этапа истории Земли.
Авторы предполагают, что уже тогда большое количество ударов могло существенно изменить скорость охлаждения молодой планеты.
Таким образом, эволюция земной коры могла оказаться значительно более продолжительной, чем предполагалось ранее.
Почему континенты имеют такое большое значение
Появление устойчивых материков стало одним из ключевых этапов развития Земли.
Континентальная кора влияет на:
- круговорот химических элементов;
- вулканическую активность;
- образование гор;
- климат;
- океаническую циркуляцию;
- долговременную эволюцию атмосферы.
Поэтому время возникновения первых континентов напрямую связано с историей всей планеты.
Как исследователи изучают события четырёхмиллиардной давности
Прямых свидетельств самых ранних этапов истории Земли сохранилось крайне мало.
Большинство древнейших пород неоднократно изменялось под воздействием высоких температур и тектонических процессов.
Поэтому геологи используют сразу несколько источников информации.
Среди них:
- древнейшие минералы;
- химический состав пород;
- компьютерное моделирование;
- данные о Луне;
- результаты исследований других планет.
Объединяя все эти сведения, учёные постепенно восстанавливают картину ранней эволюции Земли.
Почему Луна помогает понять историю Земли
Луна практически не имеет активной тектоники плит и плотной атмосферы.
Поэтому следы древнейших столкновений на её поверхности сохранились значительно лучше.
Изучая размеры, возраст и распределение лунных кратеров, исследователи получают информацию о том, насколько интенсивной была астероидная бомбардировка внутренней части Солнечной системы.
Эти данные затем используются для моделирования условий на молодой Земле.
Какое значение это имеет для происхождения жизни
Вопрос о времени появления первых континентов тесно связан с происхождением жизни.
Континенты влияют на химический состав океанов, процессы выветривания, круговорот питательных веществ и образование разнообразных природных сред.
Если формирование устойчивой континентальной коры действительно произошло позже, чем считалось ранее, то это может изменить представления о том, в каких условиях развивалась ранняя биосфера.
При этом исследование не утверждает, что жизнь возникла позже. Оно лишь показывает, что геологическая эволюция молодой Земли могла происходить иначе, чем предполагали некоторые существующие модели.
Новое понимание истории молодой планеты
Работа подчёркивает, что развитие Земли нельзя рассматривать как плавный процесс постепенного охлаждения. На ранних этапах история нашей планеты представляла собой череду мощных космических воздействий, каждое из которых влияло на её внутреннее строение и поверхность.
Продолжительная серия астероидных ударов могла существенно изменить сроки формирования первых материков, а значит — и всю последующую геологическую эволюцию Земли.
Почему исследование важно
Современная геология всё чаще показывает, что события, происходившие более четырёх миллиардов лет назад, определили облик планеты на миллиарды лет вперёд. Новая модель предлагает пересмотреть один из важнейших этапов этой истории — момент появления первых континентов.
Если выводы исследования подтвердятся дальнейшими работами, станет ясно, что молодая Земля оставалась раскалённым и крайне нестабильным миром значительно дольше, чем предполагалось ранее. Это позволит точнее понять не только происхождение материков, но и общую эволюцию нашей планеты в первые сотни миллионов лет её существования.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
