Геологи подтвердили существование нового старого микроконтинента Маврикии

Как геологи грызут гранит науки о земной коре, как 20 зернышек циркона с пляжа острова-курорта помогли выследить древний микроконтинент и что о нем могут рассказать другие 13 зернышек циркона, почему Маврикия круче Атлантиды и как политическая судьба островов может по забавному совпадению быть похожей на их геологическое прошлое, рассказывает Indicator.Ru.

Фрагмент континентальной коры, обнаруженный несколько лет назад под островом Маврикий (от которого до ближайшей континентальной коры у острова Мадагаскар более 700 километров), привел к открытию древнего микроконтинента Маврикия, объединявшего остров Маврикий с Реюньоном, Индией и Мадагаскаром. По размеру (около 1500 км длиной) этот континент уместился бы между Москвой и Тюменью, а разделились его части более 60 миллионов лет назад. Новые данные, в том числе впервые найденные в вулканических породах океанических бассейнов архейские цирконы, придают Маврикии все более четкие очертания, помогая геологам собрать древнюю континентальную мозаику, теорию о которой когда-то разработал Вегенер.

Горячие точки геологии

Земная кора под континентами и океанами различается: если материковая ее часть состоит из гранитов (гранитно-метаморфического слоя), под которыми находится "базальтовый" слой (или гранулито-базитовый), то кора океанов сложена базальтами и габбро и покрыта водой. Осадочные породы образуются в основном из перетертых ветром, водой и другими инструментами погоды и времени пород (песок и еще более мелкие частицы, например глина) или фрагментов отмерших живых организмов (как органогенный известняк), сносятся с континентов и накапливаются в морях и океанах, а также в межгорных впадинах. Континентальная кора более древняя, а океаническая – напротив, более молодая, ведь именно в океанах находятся те самые хребты и разломы, из которых появляются на свет ее новые участки коры. Юная и относительно тонкая кора — место, где горячей магме из мантии проще вырваться наружу, вспучить кору и время от времени выливаться, шипя и застывая. Так на дне морском вырастают вулканы, и из-под воды поднимается вулканический остров.

Если взять карту поверхности Земли и посмотреть на Индийский океан чуть правее Мадагаскара, можно найти Маскаренские острова. Этот архипелаг тоже родился в кипении подводных вулканических страстей. Старший из группы, Маврикий, возраст которого оценивается в 8-10 миллионов лет, по геологическим меркам более чем юн. Названный голландскими моряками в честь их правителя Морица Оранского, сына принца Вильгельма I Оранского, возглавившего Нидерландскую буржуазную революцию, сейчас он является независимым государством. Два других, Реюньон (с французского «единение, собрание») и Родригес еще младше и появились два миллиона лет назад. Политическая история Реюньона тоже под стать его названию: этот остров, расположенный ближе к Мадагаскару, до сих пор является заморским департаментом Франции.

Так вот, такие молодые острова считаются производными молодой же вулканической коры, которая почти никогда не бывает старше юрского периода. Однако 2012-й год преподнес науке неожиданное открытие: в базальтовых песках, образовавшихся из молодых лав Маврикия, были найдены древние кристаллы циркона. Настолько древние (часть – два миллиарда лет, некоторые – 660-840 миллионов лет, что тоже немало), что им неоткуда было взяться, кроме как из континентальной коры, которая должна была, следовательно, прятаться под Маврикием.

Гранит, базальт и циркон науки

Но как возраст кристалла из песка на обычном пляже помог понять строение земной коры и найти там древний континент? Нельзя же пробурить скважину в недра Земли на пару десятков километров, да еще и под водой, чтобы на него посмотреть! Теоретически, конечно, это сделать можно. Самая глубокая скважина в мире (она так и называется – Кольская сверхглубокая скважина) позволила ученым проникнуть в толщу земной коры на 12 262 метра, и на такой глубине финансирование иссякло, а граница Конрада (названная по фамилии австрийского геофизика) между гранитным и базальтовым слоем все еще не достигнута. По прогнозам, ее следует ожидать на глубине 15-20 километров. Рекорд по длине этой скважины был несколько раз побит, но другие бурились под острым углом к поверхности, так что глубже человек еще не «закапывался». При этом толщина океанической коры целиком составляет менее семи километров, но бурить под водой довольно дорого и сложно технологически, так что на такой проект мало кого может вдохновить геологическая романтика – скорее уж добыча нефти.

Грызть гранит науки о земле с помощью бура необязательно, да и в придачу к нему хорошо бы иметь что-то кроме глаз и датчиков температуры. И тут на помощь часто приходит физика. Один из таких физических методов изучения строения и далекого прошлого нашей планеты – изотопное датирование, за разработку современного способа которого в 1960 году Уилларду Либби дали Нобелевскую премию по химии.

Этот анализ основан на законе радиоактивного распада. Самая распространенный метод изотопного анализа (предназначенного для оценки возраста горных пород) – уран-свинцовый, основанный на использовании двух независимых цепочек распада: изотопа урана-238 на свинец-206 и урана-235 на свинец-207. Период полураспада (времени, за которое половина радиоактивных изотопов должна распасться на более устойчивые)этих элементов известен, а по их количеству можно понять, какая часть этого времени уже прошла. Минерал, образующийся при излиянии магмы, практически не поддается разрушению и называется цирконом. Он уже более 50 исправно дает геологам радиоизотопные «показания».

Древние цирконы возрастом в сотни миллионов и даже миллиарды лет могут содержаться во многих породах в виде чужеродных включений (ксенокристаллов), родом из древней континентальной коры: в базальтах молодой океанической коры циркона гораздо меньше, да и концентрация циркония в таких породах ниже. Найденные в песках острова Маврикий нескольколет назад образцы циркона показали, что под современной океанической корой лежит толстый и более древний литосферный пласт, из которого древние цирконы могли попасть на поверхность – куда уж там мифической Атлантиде, которую покрывает всего лишь вода. Необычная толщина коры в этом месте была ранее предсказана по гравитационным аномалиям – отклонениям ускорения свободного падения от нормального значения (9,8 м/с).

13 цирконовых зернышек

В относительно молодых трахитах (еще одной породы вулканического происхождения) на Маврикии были получены тринадцать зерен циркона, описанных в новом исследовании, опубликованном уже в этом году в Nature Communications. Десять кристаллов оказались почти ровесниками трахитов (возраст которых – 5,7-9 миллионов лет, что соответствует миоценовой эпохе) и происходили из старейшей серии извержений, сформировавших самые древние из базальтов острова.

В трех кристаллах (образцы №3, 5 и 8) были обнаружены включения кварца и других минералов, однако оказались они родом из архея (2,5-3 миллиарда лет), и кристаллизовались, излившись на поверхность тогда, когда на Земле появлялись первые микроорганизмы. По мнению ученых, необычные уровни тория и урана в этих древних кристаллах говорят об их сложной судьбе и образовании из пород, подвергшихся перекристаллизации и прошедших цепь метаморфических событий. А в более молодые лавы, из которых образовались трахиты, они попали из этих древних слоев, пока эти лавы поднимались на поверхность. Миоценовые цирконы, напротив, выгладят как типичные цирконы магматического происхождения.

При сравнении с датировками пород из Индии, Мадагаскара и Сейшельских островов было показано, что самые близкие к ним породы из сердца древнего микроконтинента (а значит – самые старые и стабильные из них) залегают в Дхарварском кратоне (докембрийская платформа в Южной Индии) и в центральной части Мадагаскара, а более молодые граниты на Сейшелах находились на краю Маврикии. Некоторые участки коры (хребет Лакшми и еще один древний участок на Сейшелах), которые по данным ученых были слишком толстыми для обычной океанической коры и скорее походили на истончившуюся континентальную, подтвердили свое материковое происхождение, которое нельзя было однозначно определить только по гравитационным аномалиям.

Отделение от Мадагаскара острова-сепаратиста, названного в честь того, кто (по стопам отца) повел за собой войска на войне за независимость уленшпигелевской Фландрии, произошло в промежутке от 61 до 83 миллионов лет назад. Собрать этот паззл обратно, чтобы увидеть, как выглядел микроконтинент (символичнее было бы исследовать для этого Реюньон, но геологи руководствовались, кажется, не только критерием красоты каламбуров) целиком, ученые могут только сейчас.

Источник: indicator.ru