Новое исследование раскрывает ранее не признанный тектонический режим, названный «эпизодической мягкой корой», который может объяснить, почему Земля эволюционировала в геологически активный мир, а Венера осталась неподвижной. Это открытие фундаментально меняет наше понимание планетарной эволюции и дает решающие сведения о том, что делает планету пригодной для жизни.
Проблема планетарной эволюции
На протяжении десятилетий ученые пытались примирить резкие различия между Землей и Венерой. Обе планеты сформировались в схожих условиях, но Земля развила устойчивую плиточную тектонику, необходимую для регулирования климата и поддержания жизни, в то время как Венера остается вулканической, палящей пустошью. Традиционные модели – либо планета имеет активную плиточную тектонику, либо «застывшую кору» – не смогли преодолеть этот разрыв.
Представляем «эпизодическую мягкую кору»
Исследователи, использующие передовое геодинамическое моделирование, теперь выявили третье, промежуточное состояние: эпизодическую мягкую кору. Этот режим описывает планету, где внешняя оболочка чередует периоды относительного геологического покоя с внезапными всплесками тектонической активности. В отличие от застывшей коры, эта «мягкая» фаза включает периодическое ослабление коры из-за магматических вторжений и региональной делитминации, смягчая поверхность, прежде чем она снова затвердевает.
«Геологические записи показывают, что тектоническая активность на ранней Земле соответствует характеристикам нашего вновь выявленного режима», – объясняет Гочунь Чжао, геолог из Китайской академии наук.
Это прерывистое поведение может быть недостающим звеном в ранней эволюции Земли. Модели показывают, что Земля, вероятно, прошла через эту фазу, постепенно подготавливая свою литосферу к полноценной плиточной тектонике по мере ее охлаждения. Этот переход не был внезапным; вместо этого тектоническое поведение планеты становилось более предсказуемым по мере ослабления ее литосферы с течением времени – явление, известное как «эффект памяти».
Венера и унифицированная структура
Эпизодическая мягкая кора также дает убедительное объяснение геологическому состоянию Венеры. Моделирование точно воспроизводит венерианские закономерности, помещая планету в аналогичный режим, где магматизм периодически ослабляет поверхность, не формируя настоящих плит. Эта унифицированная структура позволяет ученым рассматривать историю Земли и Венеры под одним теоретическим углом.
Последствия для исследований экзопланет
Понимание того, как ослабевают планетарные литосферы и переходят между тектоническими состояниями, имеет решающее значение для оценки обитаемости за пределами нашей Солнечной системы. Тектоника напрямую влияет на то, как вода и углекислый газ циркулируют во внутреннюю часть планеты и атмосферу, влияя на климатическую стабильность.
Сопоставив все шесть тектонических режимов в различных условиях, исследователи создали исчерпывающую диаграмму, показывающую вероятные пути перехода по мере охлаждения планет. Это поможет расставить приоритеты для наблюдательных целей будущих миссий, ищущих миры, подобные Земле, и суперземли.
В конечном счете, это открытие предполагает, что обитаемость – это не просто вопрос размера планеты или ее расстояния до звезды – речь идет о ее геологической истории и конкретных тектонических режимах, которые она прошла. Фаза «мягкой коры» может быть обычным этапом для каменистых планет, направляющим их эволюцию либо к процветающему земному состоянию, либо к застывшей венерианской судьбе.
