Геологи: Земные континенты тоньше, чем считалось

Уже на 130–190 километрах их породы сменяются другими, по составу более близкими к мантии.

Учёные из Великобритании обобщили известные данные по распространению сейсмических волн после сильных землетрясений и на их основе дали принципиально новую оценку толщины земной коры в её континентальных областях. Соответствующая статья опубликована в Science.

На данный момент у геологов нет однозначных данных о толщине коры в районе континентальных древних платформ, лежащих в основании современных материков. По возрасту они старше полмиллиарда лет, поэтому и называются древними. Обычно их толщину оценивают в 130–400 километров, однако это резко различающиеся цифры, на основе которых сложно, например, оценивать вероятность вулканической активности в том или ином районе планеты. Поэтому исследователи давно пытаются прояснить вопрос и уменьшить существующую неопределённость. Сделать это сложно: бурение на такие глубины человечеству пока технически недоступно.

Авторы новой работы попробовали уточнить оценку, использовав сейсмические волны от землетрясений. Скорость их распространения меняется по мере того, как они проходят через породы разного состава. Континентальные породы по составу резко отличаются от океанических, что и определяет их различающуюся толщину. Сопоставив, как меняется скорость сейсмических волн, проходящих через древние платформы — основы существующих континентов, учёные смогли значительно точнее, чем раньше, определить их толщину.

Как оказалось, скорость распространения сейсмических волн резко менялась на границе в 130–190 километров в глубину. Это означает, что там же должен начинаться и переход от континентальных пород древних платформ к породам, больше похожим на содержимое мантии. Ряд более ранних оценок, в которых толщина коры доводилась до 400 километров, таким образом не подтвердился.

От толщины древних платформ зависит тектоника плит в целом и протекание на поверхности планеты углеродного цикла, регулирующего её климат. Континенты возвышаются над океаническими участками коры за счёт того, что складывающиеся их породы легче и потому "всплывают" над остальной корой. Со временем континентальные породы "подныривают" под океанические и тем самым отправляют в мантию накопившийся в них углерод, полученный из атмосферного углекислого газа. Это уменьшает количество последнего и охлаждает планету. Затем погребённый углерод высвобождается из мантии обратно в серии извержений, снова насыщая атмосферу парниковым газом. Если на поверхности планеты слишком тепло, процессы связывания СО2 континентальной корой идут быстрее, и планета охлаждается, избегая перегрева. Если на поверхности холодно, углекислый газ связывается слабее, накапливается в атмосфере и разогревает Землю.