"Побачити світ у піщинці" - початкова фраза вірша Вільяма Блейка - часто використовується геологами для опису своєї діяльності.
Ми спостерігаємо за складом мінеральних зерен, розмір яких менший за ширину людської волосини. Потім екстраполюємо хімічні процеси, про які вони свідчать, щоб поміркувати про будову Землі. Експериментально дістатися до глибин нашої планети все ще дуже важко.
Нове дослідження використало цей підхід, зв'язавши воєдино крихітні зерна, локації їхнього розміщення і шлях Землі по галактиці Чумацький Шлях.
У ще більших масштабах астрофізики прагнуть зрозуміти Всесвіт і наше місце в ньому. Вони використовують закони фізики для розробки моделей, що описують орбіти астрономічних об'єктів.
Хоча ми можемо думати про поверхню планети як про щось, пов'язане з геологічними процесами Землі, континентальна кора, безсумнівно, зазнає впливу зовнішнього оточення.
Ба більше, Земля постійно змінює свою орбіту, на яку тиснуть коливання сонячного випромінювання, спалахи гамма-випромінювання і падіння метеоритів.
Один лише погляд на Місяць та його пориту поверхню має нагадувати нам про це, зважаючи на те, що Земля більш ніж у 80 разів масивніша за свій супутник.
Насправді, останні роботи вказують на важливість метеоритних ударів в утворенні континентальної кори на Землі; за часів її молодості вони допомогли сформувати плавучі "острови" на зовнішньому шарі планети.
Дослідження аналізує геологічні та космологічні ритми під час виробництва ранньої континентальної кори. Заданий космічними гостями темп вказує на грандіозний рушійний механізм планетоутворення.
Роботу було опубліковано в серпневому номері журналу "Геологія".
Вік і склад порід
Багато гірських порід утворюються з розплавленої або напіврозплавленої магми. Ця магма надходить або безпосередньо з мантії - переважно твердого, але повільно текучого шару під корою планети, або внаслідок повторного переплавлення ще старіших шматків земної кори. У міру охолодження рідкої магми вона застигає, трансформуючись у тверду породу.
У процесі кристалізації магми мінеральні зерна ростуть і утримують такі елементи, як уран, які з часом розпадаються і створюють своєрідний секундомір, що фіксує їхній вік.
Однак кристали можуть також утримувати інші елементи, які відстежують склад батьківської магми, подібно до того, як прізвище розповідає про історію сім'ї людини.
Знаючи вік і склад порід, ми відновлюємо хронологію утворення земної кори. Потім йде розшифровка основних частот, використовуються математичні премудрості перетворень Фур'є. Цей інструмент, по суті, визначає частоту подій у геологічному минулому.
Результати дослідження дають змогу припустити, що один цикл виробництва кори становить приблизно 200 мільйонів років.
Спіральні рукави Чумацького Шляху
Але є й інший процес зі схожим ритмом. Наша Сонячна система і чотири спіральні рукави Чумацького Шляху обертаються навколо надмасивної чорної діри в центрі галактики, але при цьому вони рухаються з різною швидкістю.
Спіральні рукави обертаються зі швидкістю 210 кілометрів за секунду, тоді як Сонце рухається зі швидкістю 240 кілометрів за секунду, а це означає, що наша система то входить до рукава галактики, то виходить із нього. Спіральні рукави можна розглядати як щільні області, які сповільнюють проходження зірок, подібно до затора, який розсмоктується тільки далі по дорозі, через рукав.
Згідно з цією моделлю, раз на 200 мільйонів років Сонячна система потрапляє в галактичний рукав Чумацького Шляху.
Тобто існує можливий зв'язок між часом утворення кори та часом, який потрібен для проходження по орбіті галактичних спіральних рукавів. Але чому?
Континентальна кора
Вважається, що у віддалених куточках нашої Сонячної системи обертається хмара крижаних скелястих уламків, так названа хмара Оорта.
Коли Сонячна система періодично переміщається в спіральний рукав, відбувається витіснення матеріалу з хмари. Великі об'єкти рухаються ближче до Сонця. Частина об'єктів падає на Землю.
Наша планета зазнає відносно частих ударів від поясу астероїдів. Але комети летять набагато швидше, в середньому 52 км на секунду.
Такі періодичні високоенергетичні удари відстежуються за геологічним літописом Землі, що зберігся в крихітних мінеральних зернах.
Кометні удари розкривають величезні обсяги поверхні, провокуючи декомпресію і додаткове плавлення мантії.
Розплавлена порода, збагачена легкими елементами, такими як кремній, алюміній, натрій і калій, плаває в більш щільній мантії. Хоча існує безліч інших способів утворення континентальної кори, цілком імовірно, що в ході зіткнень утворилися плавучі зачатки кори. Пізніша магма прилипла до ранніх форм.
Континентальна кора відіграє важливу роль у більшості природних циклів Землі - вона взаємодіє з водою і киснем, утворюючи нові продукти вивітрювання, вміщуючи більшість металів і біологічний вуглець.
Великі метеоритні удари фактично продукують катаклізми, які перебудовують життя на Землі.
Цілком імовірно, такі зіткнення могли зіграти ключову роль у формуванні континентальної кори, на якій ми живемо.
Як би ми не опинилися тут, ясної ночі можна з благоговінням дивитися на небо і бачити зірки та структуру, яку вони простежують, а потім опустити погляд під ноги і відчути під собою мінеральні зерна, гірські породи та континентальну кору - все це пов'язано між собою дуже тривалим ритмом.
