Главная – Журналы – Геология и геофизика 2011 номер 12

Континентальная кора играет важную роль в эволюции жизни на Земле, т.е. большинство жизненно важных элементов поставляются в океан с континентов. Кроме того, распределение континентов влияет на климат, так как альбедо континентов гораздо выше, чем океанов, примерно равно таковому для облаков. Многие исследователи считают, что континентальная кора росла постепенно в течение всего геологического времени и что ее большая часть была образована и в фанерозое, и в позднем протерозое. Однако тепловая эволюция Земли предполагает, что значительные количества континентальной коры должны были сформироваться на ранних этапах ее развития. Эти два обстоятельства представляют собой так называемый "парадокс континентальной коры".
Континентальная кора состоит из гранитоидов, аккреционных комплексов, осадочных и метаморфических пород. Последние три составляющих образуются в результате эрозии коры, поскольку большая часть и аккреционных, и метаморфических комплексов представлена обломочным материалом. Гранитоиды состоят их двух компонентов: ювенильного, образованного в результате плавления погружающегося океанического слэба, и рециклированного, связанного с переплавлением материала континентальной коры. Фактически только формирование ювенильных пород обеспечивает чистый прирост континента. Все остальное образуется в результате рециклинга материала континентальной коры или континентального рециклинга. Рециклинг корового материала включает три процесса: внутрикоровый рециклинг, переработка корового материала и корово-мантийный рециклинг. Существуют разные оценки скорости континентального роста, которые сильно различаются между собой. Тепловая история Земли свидетельствует о том, что скорость континентального роста была высока на ранних стадиях ее эволюции, а современное распределение архейских пород говорит скорее о медленном росте коры. С точки зрения тепловой истории Земли рециклинг корового материала играл большую роль, а с точки зрения распределения архейских пород он был незначителен, а сильно различающиеся оценки скорости континентального роста являются результатом рециклинга материала континентальной коры.
В работе оценена скорость эрозии континентальной коры и рассчитаны долгосрочные вариации образования и разрушения континентальной коры на основе четырех групп данных: современном распределении континентальной коры, т.е. отражающем состояние коры без рециклинга; геохронологическом возрасте цирконов, отражающем процесс внутриконтинентального рециклинга; отношении изотопов Hf, свидетельствующих о степени переработки корового материала; долгосрочных изменений температуры мантии. Расчеты позволили сделать несколько важных выводов. В позднем архее (2.7 млрд лет) количество континентальной коры было близко к современному. В раннем протерозое (2.7-1.6 млрд лет) объем континентальной коры был гораздо больше, чем в настоящее время, с максимальными значениями на уровне 2.4, 1.7 и 0.8 млрд лет. С этого времени количество континентальной коры сокращалось. В периоды, соответствующие высоким мантийным температурам, т.е. 2.7, 1.9 и 0.9 млрд лет назад, образовывались новые объемы корового материала, который затем разрушался. В результате входящих течений в мантии происходило как быстрое корообразование, так и резкое разрушение вновь образованной и более древней коры. Пики максимальных объемов континентальной коры, очевидно, соответствуют докембрийским периодам "ледяного дома".