Около 4,5 млрд лет назад с формировавшейся Землёй столкнулось тело планетарного размера. Обломки после удара сформировали Луну, а сама Земля начала вращаться настолько быстро, что сутки могли длиться всего от двух до пяти часов. Согласно новому исследованию Саймона Локка из Бристольского университета, последующее замедление вращения и изменение формы планеты могли стать важным фактором ранней тектонической активности.
От быстро вращающейся Земли к более округлой
Сразу после столкновения быстрое вращение заметно сплющило Землю: планета стала похожа на приплюснутую сферу с выпуклостью в экваториальной области. В наиболее экстремальных сценариях её ширина по экватору могла вдвое превышать расстояние от полюса до полюса.
Затем приливное взаимодействие Земли и Луны постепенно отдаляло Луну и замедляло вращение нашей планеты. По мере снижения скорости вращения Земля становилась более округлой. Почти вся кора, существовавшая в тот период, впоследствии была уничтожена геологическими процессами и эрозией, поэтому исследователям приходится в основном опираться на физические и математические модели. При этом сохранившиеся фрагменты древних пород уже показывают необычное разнообразие их типов.
Как менялась кора
Чтобы оценить последствия этих процессов, Локк объединил расчёты формы и внутреннего строения Земли с моделями изменения орбиты Луны. Он сравнил несколько сценариев формирования Луны, включая варианты, при которых Земля после столкновения вращалась ещё быстрее, а затем оценил, как изменение формы могло растягивать и сжимать поверхность.
Расчёты показали, что у сильно сплющенной Земли действие вращения частично компенсировало гравитацию вблизи экватора. Это, вероятно, создавало условия для формирования более толстой коры в экваториальной области по сравнению с полярными регионами.
Когда планета начинала округляться, кора у полюсов растягивалась, а в районе экватора сжималась. Такие движения могли по интенсивности соперничать с процессами на современных границах тектонических плит и продолжаться до десятков миллионов лет. В некоторых сценариях с особенно быстрым вращением экваториальное сжатие на короткое время достигало темпов, сопоставимых с процессами, сформировавшими Гималаи, причём охватывало весь экватор.
Возможные последствия для первых континентов
Если расчёты верны, деформации могли повлиять на химическое и геологическое развитие ранней Земли. Породы, изменённые водой и выветриванием, при погружении и повторном плавлении могли участвовать в образовании богатых кремнезёмом пород, похожих на те, что сегодня характерны для континентов.
Кроме того, рост давления внутри планеты мог сделать некоторые участки нижней коры достаточно плотными, чтобы они погрузились в мантию. Это способно было создать глубоко внутри Земли области с отличающимся химическим составом и помочь объяснить, почему породы планеты стали настолько разнообразными вскоре после её формирования. Работа Локка указывает, что вращение следует учитывать в моделях происхождения первой земной поверхности и зарождения континентов.
