Катаклизм формирования Луны также мог вызвать тектонику земных плит.

Гипотеза может помочь в поисках других похожих на Землю миров.

Гипотетическая планета размером с Марс могла столкнуться с Землей около 4,5 миллиардов лет назад и породить Луну. Исследователи предполагают, что столкновение могло спровоцировать субдукцию на Земле.

Тобиас Ретч / Future Publishing через Getty Images

Никк Огаса

ВУДЛЕНДС, ТЕХАС — Остатки лунообразующего катаклизма могли дать толчок тектонике плит на Земле.

Ведущее объяснение происхождения Луны предполагает, что планета размером с Марс, получившая название Тейя, столкнулась с зарождающейся Землей, выбросив в космос облако обломков, которые позже объединились в спутник (SN: 3/2/18). Новое компьютерное моделирование предполагает, что предполагаемые останки Тейи глубоко внутри планеты могли также спровоцировать начало субдукции, отличительной черты современной тектоники плит, сообщил геодинамик Цянь Юань из Калифорнийского технологического института 13 марта на Лунной и планетарной научной конференции.

История предлагает связное объяснение того, как Земля получила и свою Луну, и свои движущиеся тектонические плиты, и это может помочь в поиске других похожих на Землю миров. Но другие предупреждают, что еще слишком рано говорить о том, что это действительно произошло.

Из всех до сих пор открытых миров, наш единственный известен тектоникой плит (SN: 13.01.21). В течение миллиардов лет ползучие плиты Земли расширялись, сталкивались и погружались друг под друга, порождая и разделяя континенты, поднимая горные хребты и расширяя океаны (SN: 22.04.20, SN: 11.01.17). Но все эти изменения также стерли большую часть ключей к ранней истории планеты, включая то, как и когда впервые началась тектоника плит.

Было предложено множество гипотез для объяснения начала субдукции, тектонического процесса, при котором одна плита скользит под другую (SN: 5/2/22; SN: 6/5/19; SN: 1/2/18). Юань и его коллеги решили сосредоточиться на двух скоплениях материала размером с континент в нижней мантии Земли, известных как большие области с низкой скоростью сдвига (SN: 12.05.16). Это области, через которые сейсмические волны, как известно, распространяются аномально медленно. Исследователи ранее предполагали, что эти регионы могли образоваться из старых субдуктивных плит. Но в 2021 году Юань и его коллеги в качестве альтернативы предположили, что загадочные массы могут быть плотными затонувшими остатками Тейи..

Опираясь на эту предыдущую работу, исследователи использовали компьютеры, чтобы смоделировать, как удар Тейи и ее остатки повлияют на поток горных пород внутри Земли.

Они обнаружили, что как только эти горячие инопланетные сгустки опустились на дно мантии, они могли заставить большие шлейфы теплой породы подниматься вверх и вклиниваться в твердый внешний слой Земли. По мере того как апвеллинг продолжал подпитывать поднявшиеся шлейфы, они раздувались и толкали плиты земной поверхности под себя, вызывая субдукцию примерно через 200 миллионов лет после образования Луны.

Хотя симуляции предполагают, что крупные провинции с низкой скоростью сдвига могли приложить руку к началу субдукции, пока не ясно, пришли ли эти массы из Тейи. «Эти особенности… являются довольно недавним открытием», — говорит геодинамик Лоран Монтеси из Мэрилендского университета в Колледж-Парке. «Это очень интересные сооружения, происхождение которых очень неизвестно». Таким образом, говорит он, слишком рано говорить, что Тейя вызвала тектонику плит.

«Это провоцирует. В этом материале внизу есть что-то особенное», — говорит Монтеси о больших провинциях с низкой скоростью сдвига. «Но должен ли он быть изначально внеземным, я не думаю, что дело сделано».

Однако в случае подтверждения объяснение может иметь последствия, выходящие за пределы нашей Солнечной системы. «Если у вас есть большая луна, у вас, вероятно, есть большой ударный элемент», — сказал Юань. Ученым еще предстоит подтвердить открытие такой экзолуны (SN : 30.04.19). Но наблюдение, сказал Юань, может помочь нам обнаружить другой мир, столь же тектонически активный, как и наш.

Никк Огаса — штатный сотрудник журнала, специализирующийся на физических науках. Он имеет степень магистра геологии Университета Макгилла и степень магистра научных коммуникаций Калифорнийского университета в Санта-Круз.