Большинство геологов смотрят вниз.
Они изучают земную кору, анализируют тектонические плиты и отслеживают потоки магмы. Они предполагают, что история континентов Земли — это сугубо локальное дело. Внутреннее тепло. Давление. Время.
Но команда исследователей из Университета Кёртина считает, что мы упускаем общую картину.
Они утверждают, что спиральные рукава Млечного Пути и формирование континентов связаны между собой.
Звучит безумно. Галактический танец определяет форму вашего заднего двора? Возможно. Но доказательства могут скрываться на виду, внутри некоторых из самых прочных минералов на Земле.
Почему искать геологические ответы за пределами Земли?
Земля — место «беспорядочное».
Эрозия превращает горы в песок. Тектоника плит перерабатывает кору. За миллиарды лет геологической истории стерлись практически все физические следы того, что происходило, когда наша планета была молодой, мягкой и расплавленной.
У нас есть мало «окон» в архейскую эру.
Одним из таких окон являются кристаллы циркона.
Циркон — упрямый минерал. Он выживает при воздействии высоких температур, давления и течения времени. Внутри этих крошечных самоцветов захвачены изотопные сигнатуры — химические «отпечатки пальцев», которые раскрывают условия, существовавшие в момент их образования. Геологи читают их как личные дневники.
Крис Киркланд и его команда не смотрели только на один «дневник». Они проверили данные из одиннадцати различных архейских кратонов. Это древние, плотные ядра современных континентов, разбросанные по всей планете.
И вот в чем загвоздка.
Записи в цирконах в этих сильно удаленных друг от друга местностях показывают схожие закономерности. Пики концентраций изотопов гафния свидетельствуют о формировании новой коры. Сдвиги в изотопах кислорода намекают на смешивание поверхностного материала.
Если бы это была исключительно внутренняя геология, можно было бы ожидать локальных особенностей. Мантийные плюмы здесь, столкновения там. Случайный хаос.
Вместо этого ученые наблюдали синхронность.
Как галактические циклы запускают бомбардировку кометами
Солнечная система не стоит на месте.
Она вращается вокруг центра галактики каждые 250 миллионов лет. По пути она пробирается сквозь спиральные рукава Млечного Пути. Эти рукава представляют собой более плотные области, насыщенные газом, пылью и молодыми звездами. Мы проходим через них примерно каждые 150–300 миллионов лет.
Что происходит в этот момент?
Гравитационная ситуация усложняется.
Солнечная система окружена облаком Оорта — обширной сферической оболочкой из ледяных обломков, расположенной далеко за орбитой Плутона. В обычных условиях эти объекты остаются на своих местах. Но когда Солнечная система входит в спиральный рукав, гравитационное «перетягивание каната» усиливается.
Объекты вырываются с орбит.
Они устремляются внутрь, превращаясь в долгопериодические кометы.
И эти кометы что-то поражают.
«Для этого исследования достаточно выйти ночью и посмотреть на Луну», — сказал Киркланд. «Ее изрытая поверхность является яркой записью бомбардировки, вызванной прохождением через спиральные рукава».
Земля тоже подвергалась ударам. Но Земля не хранит своих шрамов. Тектоника стирает следы. ЛUNA помнит.
Исследователи соотнесли время предсказанных прохождений через спиральные рукава с двумя другими наборами данных:
1. Пиками изотопных аномалий в цирконах древних кратонов.
2. Датированными кратерами на Земле и Луне.
Совпадение было поразительным.
Пики бомбардировки совпадали с пиками роста континентальной коры.
Почему удары строят континенты (а не только разрушают их)
Вот контринтуитивная часть.
Мы привыкли считать удары космических тел разрушительными. Астероиды убивают динозавров. Они вызывают ледниковые периоды. Они раскалывают скалы.
Но для ранней Земли удары могли иметь созидательный характер.
Представьте себе молодую Землю как охлаждающийся шар магмы. Ей нужно пройти процесс дифференциации: тяжелые элементы оседают, формируется более легкая кора. Но как этой коре стабилизироваться в виде толстых, плавучих блоков, которые мы называем континентами?
Бомбардировка помогает.
Она доставляет летучие вещества. Она перемешивает мантию. Она вызывает химические изменения, позволяющие формироваться и сохраняться кремний-богатой коре.
Команда Киркланда утверждает, что галактическое влияние на геологию Земли обеспечило необходимый импульс. Регулярный приток кометного материала во время прохождения через спиральные рукава поставлял энергию и вещества, необходимые для «затравки» роста континентов.
Доказано ли это?
Нет.
Восстановление галактических орбит, существовавших миллиарды лет назад, сопряжено с большими погрешностями. Доставка комет носит стохастический (вероятностный) характер. Другие факторы — перевороты в мантии, циклы суперконтинентов — также могут объяснить изменения в изотопном составе цирконов.
Но корреляция слишком четкая, чтобы ее игнорировать.
Что это значит для планетологии?
Смещается граница понимания.
Мы склонны изучать Землю как изолированную систему. Но Земля существует в галактике. Эта галактика меняется. И эти изменения отражаются в камнях, находящихся под нашими ногами.
Если эта модель подтвердится, это касается не только Земли.
Она применима к любой каменистой планете, вращающейся вокруг звезды в спиральной галактике. Марс? Луна? Возможно, другие миры в других галактиках.
Научный вопрос заключается не в том, влияет ли галактика на нас, а в том, насколько сильно.
Спиральные рукава просто слегка подтолкнули хронологию событий? Или они предопределили саму возможность существования континентов?
У нас нет всех ответов. Запись фрагментарна.Timeline уходит в глубокую древность.
Но в следующий раз, когда вы взглянете на Млечный Путь, подумайте об этом.
Эти спиральные рукава формировали не только звезды.
Возможно, они создали и ваш континент.
