Приблизно 4,5 мільярда років тому об’єкт планетарних розмірів зіткнувся з молодою Землею. Уламки після удару згодом утворили Місяць, а сама наша планета почала обертатися надзвичайно швидко: за деякими оцінками, тоді доба могла тривати лише від двох до п’яти годин.
Нове дослідження припускає, що подальше уповільнення обертання Землі могло суттєво вплинути на формування її ранньої кори та розвиток тектонічних процесів. Саймон Лок із Брістольського університету показав, що зміни форми планети під час її поступового «округлення» могли бути важливим чинником ранньої геологічної активності, якому досі приділяли недостатньо уваги. Результати опубліковано в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Як Земля поступово ставала круглішою
Одразу після зіткнення, що призвело до утворення Місяця, швидке обертання сильно сплющувало Землю біля полюсів і розширювало її в районі екватора. За найекстремальнішими сценаріями, діаметр планети на екваторі міг удвічі перевищувати її висоту від полюса до полюса.
Згодом гравітаційна взаємодія між Землею та Місяцем поступово віддаляла супутник на ширшу орбіту й водночас сповільнювала обертання нашої планети. Земля ставала круглішою, а її поверхня зазнавала масштабних змін форми.
Безпосередніх свідчень того періоду майже не залишилося: більшість давньої кори була знищена за мільярди років геологічної активності та ерозії. Водночас нечисленні збережені фрагменти демонструють несподіване розмаїття гірських порід. Зазвичай його пояснювали ударами астероїдів або процесами в мантії, які переробляли первинну кору.
Зміна форми планети могла спричинити потужні рухи кори
Щоб оцінити вплив обертання на ранню геологію, Лок поєднав розрахунки форми та внутрішньої будови Землі з моделями еволюції місячної орбіти. Це дало змогу порівняти різні сценарії утворення Місяця, зокрема ті, за яких Земля продовжувала обертатися особливо швидко, і розрахувати можливі наслідки для її поверхні.
Результати вказують, що на сплющеній ранній Землі відцентровий ефект обертання частково компенсував силу тяжіння поблизу екватора. Через це там могла формуватися товстіша кора, ніж у полярних регіонах.
Коли планета ставала круглішою, кора поблизу полюсів розтягувалася, а навколо екватора стискалася. Такі деформації могли спричиняти рухи, за масштабом порівнянні з активністю сучасних тектонічних меж, і тривати десятки мільйонів років. За деякими сценаріями швидкого обертання, стискання на короткий час могло досягати швидкостей, зіставних із процесами, що сформували Гімалаї, причому охоплювати всю екваторіальну область.
Як це могло вплинути на появу перших континентів
Якщо розраховані деформації справді відбувалися, вони могли мати далекосяжні наслідки. Гірські породи, змінені під дією води та вивітрювання, могли занурюватися глибше, плавитися й брати участь у формуванні багатих на кремнезем порід, подібних до тих, що сьогодні становлять значну частину континентів.
Водночас зростання тиску всередині планети могло зробити деякі ділянки нижньої кори настільки щільними, що вони опускалися в мантію. Це могло сприяти утворенню глибинних областей із відмінним хімічним складом.
Таким чином, уповільнення обертання Землі могло допомогти пояснити, чому різноманітні гірські породи з’явилися так рано в історії планети. Дослідження Лока підкреслює, що обертання варто враховувати в моделях ранньої геології: це може допомогти краще зрозуміти, як формувалася земна кора і виникли передумови для появи перших континентів.