На протяжении миллиардов лет континенты Земли оставались удивительно стабильными, создавая основу для гор, экосистем и цивилизаций. Однако причины этой устойчивости долго оставались неясными.

Новое исследование из Пенсильванского и Колумбийского университетов (США), опубликованное в Nature Geoscience, показало, что ключевую роль сыграло тепло - именно оно позволило континентальной коре стать прочной и долговечной.

Исследователи выяснили, что для формирования устойчивой континентальной коры требовались экстремальные температуры - выше 900 градусов по Цельсию в нижних слоях. Такие условия обеспечивали перераспределение радиоактивных элементов, включая уран и торий, которые при распаде выделяют тепло. Перемещаясь из глубин к поверхности, эти элементы "вытягивали" тепло из недр, помогая нижним слоям остывать и затвердевать.

"Стабильные континенты - необходимое условие для обитаемости, но чтобы они стали стабильными, им нужно было остыть, - объясняет ведущий автор исследования Эндрю Смай. - Для этого требовалось удалить из недр все, что производит тепло - уран, торий и калий. Иначе кора продолжала бы плавиться".

Почему не образуются новые континенты

Современная континентальная кора начала формироваться около трех миллиардов лет назад. До этого времени она имела иной, менее кремнистый состав. Ученые давно предполагали, что плавление древних пород - часть процесса стабилизации континентов, однако новое исследование показало: для этого кора должна была нагреваться значительно сильнее, чем считалось ранее.

"Мы, по сути, нашли новый рецепт для создания континентов: они должны быть гораздо горячее, чем предполагали геологи", - отмечает Смай.

Чтобы подтвердить выводы, исследователи проанализировали сотни образцов пород из Альп, юго-запада США и других регионов. Они разделили их по максимальным температурам метаморфизма и обнаружили, что породы, расплавившиеся при температурах выше 900 градусов по Цельсию, содержат существенно меньше урана и тория. Это указывает на то, что во время формирования континентов радиоактивные элементы действительно удалялись из нижней коры.

Ученые подчеркнули, что в прошлом Земля производила примерно вдвое больше тепла, чем сейчас - поэтому современные континенты не формируются столь активно.

Понимание этих процессов важно не только для геологии, но и для поиска редких минералов, а также для оценки обитаемости экзопланет. Ведь планеты со стабильной корой - предпосылка для долгосрочного существования жизни.