Тектоника плит не была необходима для возникновения жизни, утверждает исследование

Учёные, изучая крошечные кристаллы минерала циркона, выяснили, что 3.9 миллиарда лет назад, когда на Земле, как считается, появились первые следы жизни, подвижной тектоники плит не существовало. Вместо этого Земля отводила тепло через режим «стагнирующей литосферы» (stagnant lid regime). Это указывает, что хотя тектоника плит — ключевой фактор для поддержания жизни, она не обязательна для её зарождения на планете земного типа.

Неожиданный результат изучения цирконов

Исследователи изначально изучали не тектонику, а палеомагнетизм цирконов, чтобы восстановить историю магнитного поля Земли. Цирконы содержат магнитные частицы, фиксирующие намагниченность на момент их образования.

Сила магнитного поля меняется в зависимости от широты. Если за определённый период сила поля не менялась, значит, не менялась и широта формирования цирконов. Анализ цирконов из Южной Африки (возрастом 3.9–3.4 млрд лет) показал неизменную силу поля, а следовательно, и неизменные широты. Такие же данные получили для цирконов из Западной Австралии.

Поскольку тектоника плит подразумевает движение континентов и изменение широт, её в тот период, вероятно, не было. Тепло отводилось другим способом.

Альтернатива: тектоника стагнирующей литосферы

При таком режиме внешний слой планеты ведёт себя как неподвижная «крышка» (stagnant lid), без активного горизонтального движения плит. Тепло из недр отводится через образование трещин в этой «крышке» мощными плюмами расплавленного материала. Этот процесс менее эффективен, чем тектоника плит, но всё же может приводить к формированию континентов и геохимическому циклу.

«Ранняя Земля не была мёртвой планетой. Процессы на поверхности всё же происходили, просто не через тектонику плит. Стагнирующая литосфера обеспечила достаточный геохимический цикл для создания условий, подходящих для возникновения жизни», — говорит Джон Тардуно, ведущий автор статьи в Nature.

Поддержание обитаемости планеты

Без тектоники плит Земля могла бы разделить судьбу Венеры, где стагнирующая литосфера не справляется с эффективным отводом тепла, что привело к экстремальному парниковому эффекту.

Учёные считают, что в долгосрочной перспективе тектоника плит критически важна для отвода тепла, генерации магнитного поля и поддержания обитаемости. Однако для самого зарождения жизни, согласно новым данным, она не была необходима. Это расширяет круг экзопланет, на которых можно искать признаки жизни.