Структура земной коры неоднородна

Согласно современным представлениям, структура земной коры неоднородна: она из континентальной, более легкой, и океанической, плотность которой выше. Толщина континентальной составляет 30–40 километров именно за счёт низкой плотности, что позволяет ей возвышаться, свободно плавая в мантии.

Тектонические плиты во время столкновений заставляют океаническую кору погружаться в мантию. На некоторой глубине порода начинает плавиться, а затем снова переносится ближе к поверхности. Именно так, по мнению ученых, происходит формирование континентов.

При этом состав более толстой континентальной коры соответствует океанической коре, расплавленной до такого состояния, что от неё осталось около 10–30%. Однако концентрации химических компонентов в подобной затвердевшей породе недостаточны для того чтобы составить однозначное представление о том, на какой же глубине происходило это смешивание. Для этого нужны знания о составе остальных 70–90%.

Чтобы получить возможные подходы к решению данной проблемы, немецкие ученые Карстен Мюнкер (университет Кельна) и Торстен Нагель (университет Бонна) выполнили анализ самых старых (возрастом 3.8 миллиарда лет) образцов континентальной коры, взятых в западном районе Гренландии.

Перед тем, как магма отделится от подстилающей коренной породы, остаток твёрдых минералов и полужидкая порода интенсивно обмениваются между собой микропримесями. «Каждый минерал имеет свой способ, с помощью которого происходит отделение во время плавления рассеянных элементов, — утверждает соавтор исследования Элис Хоффманн (университет Бонна). — То есть по концентрации микроэлементов в таком расплаве можно составить представление о составе коренной остаточной породы».

Концентрация же микропримесей в самой старой известной континентальной породе позволит учёным определить состав первоначальной коренной породы и выяснить глубину образования континентальной коры.

Было проведено компьютерное моделирование состава расплавленных и коренных пород, возникших, вероятно, в результате плавления части океанической коры на разных глубинах и при разных температурах. Результаты были сравнены с реальной концентрацией микропримесей в древних породах.

Оказалось, что кора континентов сформировалась, скорее всего, на глубинах порядка 30–40 километров. То есть в архее океаническая кора буквально «сочилась» континентальными породами, так как 4 миллиарда лет назад Земля была горячей.

Следовательно, первые континенты могли формироваться не в зонах субдукции, как считалось ранее.