Дослідники використовували циркони та штучний інтелект для реконструкції стародавньої земної кори, виявляючи можливі тектонічні процеси з найдавнішого періоду існування планети, коли вона була безскельною.
Дослідники зі Школи наук про Землю Чжецзянського університету під керівництвом професорів Цзя Лю та Цюньке Ся зробили значний прорив у дослідженні давно втраченого розділу геологічного минулого Землі. Їхня робота, виконана аспірантами Денган Лу, Чжикан Луанем, Цзінцзюнь Чжоу та Тяньтіном Леєм, пропонує нове розуміння того, як могла виглядати континентальна кора планети під час Хадейського еону. Цей стародавній період, який розпочався приблизно 4,4 мільярда років тому, знаменує собою найдавнішу відому еру в історії Землі.
«Хадейський період — ключовий період для розуміння походження континентів Землі», — сказав професор Цзя Лю. «Але породи цього часу неймовірно рідкісні. Поки що єдині відомі зразки знаходяться в регіоні Акаста в Канаді та датуються приблизно 4,03 мільярда років тому». Через інтенсивну геологічну активність на ранніх етапах існування Землі більшість порід того часу були зруйновані, залишивши після себе те, що вчені називають «відсутнім розділом» в історії Землі.
Хоча безпосередніх зразків гірських порід цього часу майже не існує, надзвичайно міцний мінерал під назвою циркон зумів зберегти цінні підказки. Деяким кристалам циркону датується понад 4,3 мільярда років і вони були виявлені в таких регіонах, як Джек-Гіллз в Австралії. Ці крихітні кристали містять геохімічні сигнатури, які розкривають деталі про магматичну активність на ранній Землі.
«Ми не знаємо, як насправді виглядали породи хадейської кори, бо в нас їх немає, але циркони дають нам вікно в цей прихований світ», — сказав аспірант Денган Лу.
Реконструкція втраченої земної кори за допомогою штучного інтелекту
Щоб відкрити це вікно, команда склала найповнішу у світі геохімічну базу даних магматичних цирконів та їхніх вміщуючих порід — понад 14 000 цирконів та 823 зіставлені записи гірських порід. Використовуючи цю базу даних, вони навчили моделі машинного навчання з керуванням знаходити закономірності між мікроелементами в цирконах та хімічним складом їхніх вміщуючих порід. Це дозволило їм передбачити, як могли виглядати «відсутні» породи. Це ніби найдавніші породи Землі були повернуті до життя — віртуально пропущені через сучасні інструменти та виявлені з хімічними деталями, як справжні зразки, протестовані в лабораторії.
«В епоху швидкого розвитку штучного інтелекту використання машинного навчання для виявлення зв’язку між цирконами та їхніми породами неймовірно захоплююче», — сказав професор Лю. «Це дає нам можливість відсунути відомий гірський літопис майже на 400 мільйонів років назад і дослідити, як могла еволюціонувати найдавніша земна кора».
Дослідження показує, що земна кора Хадейської епохи, ймовірно, утворилася внаслідок конвергентної тектоніки, подібної до того, що відбувається під час континентальних зіткнень, а не глибокої океанічної субдукції. Це вказує на ранні форми конвергенції плит на ранній Землі, пропонуючи нову модель формування первісної кори та впроваджуючи інноваційний підхід до вивчення найдавніших і найневловиміших порід Землі. Метод не лише розширює потенціал циркону в дослідженнях ранньої Землі, але й забезпечує значний прорив у розкритті «відсутніх геологічних розділів» планети.