Комбинация моделей мантии и магматизма объясняет, почему Венера демонстрирует региональную, прерывистую тектоническую активность.
Международная группа ученых совершила открытие в понимании тектонической эволюции планет земной группы, классифицировав шесть различных тектонических режимов и выявив новый — «эпизодически-мягкий купол». Это исследование не только раскрывает происхождение тектоники плит Земли, но и помогает разгадать геологические особенности Венеры. Работу, опубликованную в журнале Nature Communications, возглавили ученые Гонконгского университета.
Планеты земной группы демонстрируют разные тектонические режимы, от активных до стагнирующих, это влияет на геологическую активность, атмосферу и даже потенциал для жизни. Земля функционирует в режиме «подвижной крышки», поддерживая тектонику плит, в то время как Марс остается в «стагнирующем» режиме, что отражается в сохранившихся древних кратерах.
Деформация поверхности планеты напрямую влияет на эволюцию и способность поддерживать жизнь. Например, тектоника плит на Земле помогает регулировать климат, захоранивая углекислый газ в недрах и возвращая его в атмосферу через вулканы, обеспечивая стабильные условия для жизни.
В новом исследовании, проведенном на базе компьютерных моделей, ученые выделили шесть тектонических режимов, среди них: подвижная крышка (Земля), стагнирующая крышка (Марс) и недавно обнаруженный режим «эпизодически-мягкой крышки». Этот режим характеризуется чередованием активных и неактивных фаз, что может объяснять периодические «пробуждения» планет.
Исследователи также построили диаграмму, отображающую переходы между режимами, в зависимости от охлаждения планеты. Геологические данные подтверждают, что ранняя Земля имела характеристики «эпизодически-мягкой крышки».
Профессор Гочунь Чжао, академик Китайской академии наук, добавил: «Геологические данные свидетельствуют о том, что тектоническая активность на ранней Земле соответствует характеристикам нашего нового режима. По мере постепенного охлаждения Земли ее литосфера становилась более склонной к растрескиванию под воздействием определённых физических механизмов, что в конечном итоге привело к современной тектонике плит. Это ключевой элемент головоломки, объясняющей, как Земля стала пригодной для жизни планетой»
Особенности Венеры
Модели, предложенные учеными, также помогают объяснить геологию Венеры. Некоторые ее особенности, такие как кольцевые «короны» на поверхности, могут быть связаны с режимом «эпизодически-мягкой крышки». В этих режимах магматические интрузии ослабляют литосферную крышку, приводя к региональной прерывистой тектонической активности, в которой доминируют мантийные плюмы, а не к глобальным деформациям, вызванным границами плит.
Исследование дает ключевую теоретическую основу для понимания тектонической активности на планетах земной группы и помогает в поисках потенциально обитаемых экзопланет.
«Наши модели связывают мантийную конвекцию с магматической активностью и позволяют рассматривать земную и венерианскую геологию в единой теоретической модели», — заключил доктор Максим Балмер из Университетского колледжа Лондона.