Проходя через спиральные рукава Млечного Пути, Земля получила континентальную кору

В работе австралийских геологов из Университета Кёртина предполагается, что области космоса с плотными межзвездными облаками могут посылать более высокоэнергетические кометы на поверхность Земли, вызывая усиленное образование континентальной коры. Полученные данные бросают вызов существующей теории о том, что континентальная кора Земли была сформирована исключительно в результате процессов внутри нашей планеты.

Земля уникальна среди известных планет наличием континентов, формирование которых коренным образом повлияло на состав мантии, гидросферы, атмосферы и биосферы планеты. Циклы образования континентальной коры давно известны и обычно объясняются периодическим скоплением континентальной коры Земли в единый суперконтинент и последущим расхождением континентальных плит. Однако такая цикличность проявляется и в некоторых древнейших горных породах Земли, сформировавшихся в течение гадейской (более 4 миллиардов лет назад) и архейской (4–2,5 миллиарда лет назад) эпох. Профессор Крис Киркланд (Chris Kirkland) и его коллеги исследовали цикличность появления новой коры и ее последующие изменения по соотношению изотопов гафния ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf в зернах циркона из Североамериканской древней платформы (кратона) в Гренландии и кратона Пилбара в западной Австралии. Используя математический анализ, они обнаружили более длительный период, соответствующий «галактическому году» — периоду, за который Солнечная система совершает один оборот вокруг центра Галактики. Галактический год составляет примерно 225–250 миллионов земных лет. Аналогичную картину дало исследование с датировкой по изотопам кислорода.

«Изучение минералов в земной коре выявило ритм образования коры каждые 200 миллионов лет или около того, что соответствует прохождению нашей Солнечной системы через области Млечного Пути с более высокой плотностью звезд», — говорит профессор Киркланд. По словам ученых, наша Солнечная система и спиральные рукава Млечного Пути вращаются вокруг центра Галактики, но движутся с разной скоростью. В то время как спиральные рукава вращаются со скоростью 210 км/сек, Солнце движется со скоростью 240 км/сек, что означает, что оно с течением времени входит в спиральные рукава и выходит из них.

Во внешней части Солнечной системы есть зона ледяных планетезималей — облако Оорта, вращающееся вокруг Солнца на расстоянии от 0,03 до 3,2 световых года. По мере того как Солнечная система входит в спиральный рукав, взаимодействие между облаком Оорта и более плотным материалом спиральных рукавов может отправить больше ледяного материала из облака Оорта в сторону Земли. Кометы, выброшенные из облака Оорта, прибывают к Земле с гораздо большей энергией, чем каменистые тела из пояса астероидов. «Это важно, потому что большая энергия приводит к большему плавлению», — говорит профессор Киркланд. Удары высокоэнергетических комет приводят к образованию континентальной коры. При ударе находящиеся в кратере породы расплавляются, а после их остывания и кристаллизации возникает порода, по структуре соответствующая континентальной коре. В случае массированной метеоритной бомбардировки магматический расплав покрывает значительную часть поверхности планеты, что в конечном счете приводит к появлению континентальной коры и первых материков.

Шаровидные образования — сферулы, возникшие в результате ударов метеоритов, стали еще одним свидетельством, связывающим периоды активного образования коры с ударами комет. Исследователи заметили, что возраст пластов со сферулами хорошо коррелирует с движением Солнечной системы в спиральные рукава около 3,25 и 3,45 миллиарда лет назад. «Выводы бросили вызов существующей теории о том, что образование земной коры полностью связано с процессами, происходящими внутри Земли, — говорит профессор Киркланд. — Наше исследование обнаруживает захватывающую связь между геологическими процессами на Земле и движением Солнечной системы в нашей Галактике».

Исследование опубликовано в журнале Geology.