Изотопы свинца в более чем 1000 пород: древние коровые источники исчезли 2,75–2,63 млрд лет назад

Исследователи, среди которых Янне Либманн из Университета Кертина, проанализировали изотопы свинца в более чем 1000 пород древних массивов Австралии, Африки, Северной Америки и Европы. По их данным, изотопная подпись очень древней коры почти исчезает из доступной геологической летописи после 2,75–2,63 млрд лет назад (Ga). Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences doi.orgProceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

Изотопы свинца как запись ранней коры

Новая континентальная кора не всегда формируется напрямую из мантийного расплава. Часто она возникает при плавлении более древних пород, уже находящихся в коре, и это оставляет в новых породах устойчивый химический след. Изотопы свинца фиксируют этот след и, в отличие от широко применяемой системы Lu–Hf, особенно чувствительны к фракционированию внутри коры, отмечают авторы.

В некоторых минералах, включая полевой шпат и ряд сульфидов, такая подпись может почти без изменений сохраняться миллиарды лет. Набор данных охватывает почти четыре миллиарда лет истории Земли и включает как новые анализы, так и данные из прежних работ.

Резкая смена в геологической летописи

Данные показывают, что долгоживущие, химически дифференцированные коровые резервуары сформировались к 4,0–3,7 Ga. Они вносили существенный вклад в кислый магматизм примерно до 2,63 Ga, а их свинцовая подпись сохранилась в нескольких кратонах мира doi.orgProceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.

После 2,75–2,63 Ga эта подпись почти пропадает. Статистический анализ точек изменения выявил переход как во всей собранной выборке, так и в подвыборках по географии и по минералам.

Авторы трактуют исчезновение как свидетельство неоархейского перехода к более эффективному рециклингу коры и перестройки магмообразования в сторону границ плит. На современных границах плит свежий мантийный расплав поднимается, а более древняя кора одновременно перерабатывается. До перехода, по прочтению авторов, один и тот же древний коровый материал плавился многократно при малом вкладе других источников.

Потеря этих долгоживущих источников совпадает с независимыми геологическими и композиционными свидетельствами позднеархейского векового изменения в эволюции континентов, сообщили авторы. По их словам, причина самого сдвига пока неизвестна doi.orgProceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciencesdoi.orgОткрыть источник ↗.