Древнейшие континенты Земли: Ваальбара, Ур и Кенорленд.
Друзья!
Некоторое время назад заинтересовался такой любопытной (хотя и специфической) темой, как древние континенты Земли. Как известно, в течение существования Земли границы континентов драматически менялись, путем слияния-поглощения-разделения. Давайте разберемися в этом процессе вместе.
Планета Земля возникла 4,6 млрд лет назад. Формирование земной коры, континентов и океанов произошло в эру архея (4,0 - 2,6 млрд лет назад). Рассмотрим этот процесс чуть подробнее.
Спустя 600 миллионов лет после возникновения, 4 млрд лет назад, Земля структурно представляла собой только равномерное первичное земное вещество (смесь железа и силикатов, если упростить), без выделенных коры, мантии и ядра.
Поверхность Земли через 150 млн лет после возникновения планеты, в видении художника.
После возникновения планеты, в процессе распада радиоактивных элементов в первичном веществе, начался разогрев Земли. За указанные 600 млн лет в части объема планеты была достигнута температура плавления железа (около 13% состава планеты) - 1812 C и силикатов - около 1415 C. В той части объема планеты, где были достигнуты эти температуры, началось стекание более тяжелого железа (и других тяжелых металлов) в глубину планеты и поднятие более легких силикатов на поверхность, что высвобождало гравитационную энергию, уходившую на продолжение разогрева объема планеты (взамен иссякающего радиоактивного распада) и на продолжение процесса расслоения первичного вещества.
Структура Земли стала асимметричной. В условном западном полушарии первичное вещество разложилось на железо и силикаты, и сформировались железная кора, мантия и силикатная кора. В условном восточном полушарии преобладало первичное вещество, которого становилось все меньше.
В тоже время, примерно 4 млрд назад, при разложении первичного вещества на железо и силикаты, через вулканы из него также выделялись газообразные фракции (углекислый газ, аммиак, водяной пар и другие вещества), и началось формирование атмосферы. По мере остывания поверхности, водяной пар осаждался на поверхности, формируя сначала небольшие водоемы, затем сливавшиеся в более крупные, и в итоге возникла полноценная гидросфера, при установлении температурного режима, допускающего существовании крупных масс жидкой воды.
Этапы формирования ядра, мантии и коры Земли. Источник - http://www.samomudr.ru/d/Soroxtin%20O.G.%20_Razvitie%20zemli.pdf
Около 3,8 млрд лет назад в коре начали формироваться "зародыши" континентов - кратоны. Всего изначально возникло около 40 кратонов, затем объединившиеся в 10 - 12. Но какое положение эти щиты занимали в то время относительно друг друга, и какие имели очертания, на современном уровне науки определить невозможно.
Как уже было сказано, в процессе прогревания планеты, в одном полушарии начали формироваться ядро, мантия и кора, в другом преобладало первичное вещество. Такая асимметрия привела к возникновению глобальной одноячеистой конвективной структуры, с одним восходящим потоком (первичного вещества) в одном полушарии, и одним нисходящим потоком (железа, опускающегося к ядру) в другом полушарии. Над этим нисходящим потоком происходило сближение кратонов. Около 3,6 млрд лет назад несколько кратонов объединились в первый протоконтинент Ваальбара. Он получил название по именам двух кратонов из состава континента, которые сохранились до нашего времени в составе земной коры. Это кратон Пилбара (Западная Австралия) и кратон Каапваль (Южная Африка). Известно, что около 2,8 млрд лет назад Пилбара и Каапваль разъединились, это означает, что в это же время Ваальбара перестала существовать.
Соотнесенность современных континентов и двух оставшихся до нашего времени кратонов, входивших в состав Ваальбары.
Однако слияние кратонов продолжалось. Около 3 млрд лет назад сформировался континент Ур (не является преемником Ваальбары). Части Ура сейчас находятся в составе коры на территории Индии, Африки, Антарктиды и Австралии. Предположительно, по размерам Ур был меньше современной Австралии.
Предположительные очертания Ура, и соотнесенность частей Ура и современных континентов и субконтинентов.
2,6 млрд лет назад у Земли окончательно завершилось формирование железного ядра, мантии и коры, первичного вещества не осталось. К этому же времени относится и завершение формирования первого суперконтинента (то есть объединившего все участки континентальной коры, включая кратоны, ранее входившие в Ваальбару и Ур) - Кенорленда. В силу асимметрии вращающегося тела (то есть Земли), Кенорленд (как и следующие суперконтиненты) возник на экваторе и низких широтах.
Составные части Кенорленда, и их соответствие современным континентам и субконтинентам.
Как выглядел этот суперконтинент? В этот период средняя температура поверхности Земли составляла +50 ... +60 градусов С (сейчас +14 С). 2,4 млрд лет назад произошло резкое похолодание поверхности Земли (+7 ... +8 C). Причина похолодания связана с резким изменением состава атмосферы. Ранее она состояла в основном из углекислого газа, и имела давление 6 атм, что создавало парниковый эффект. Затем произошло связывание атмосферного углекислого газа в составе земной коры, после чего атмосфера стала состоять в основном из азота и иметь привычное нам давление в 1 атм. Поверхность Кенорленда оказалась покрыта высокогорными ледниками. Конечно же, в тот период на поверхности суши не было никакой жизни.
Примерно в это же время (2,4 млрд лет назад) начался процесс распада Кенорленда на несколько континентов, но продолжим тему уже в следующей статье.
На этом спасибо за внимание!