Постоянное движение земной коры — не просто геологическое явление. Возможно, именно тектоника плит сделала Землю единственной известной планетой с жизнью.
Земная поверхность никогда не бывает полностью статичной. Континенты медленно перемещаются, сталкиваются и расходятся, горные цепи растут, а океаническое дно обновляется. Этот процесс, называемый тектоникой плит, уникален для нашей планеты в Солнечной системе. Интересно, что Земля также единственная планета с подтвержденной жизнью. Ученые все чаще задаются вопросом — не простое ли это совпадение?
Механизм работает как гигантская система переработки. Погружаясь в мантию, океаническая кора забирает с собой углерод из атмосферы, стабилизируя климат. Одновременно на поверхность поступают необходимые для жизни минералы и химические соединения. Получается своеобразный конвейер, создающий благоприятные условия для биологических организмов.
Сложность в том, что геологи до сих пор не определили, когда именно запустился этот механизм. Одни исследователи указывают на относительно недавний период — около 700 миллионов лет назад, когда уже существовали многоклеточные организмы. Другие находят следы тектонической активности в архейском эоне, то есть 2,5-4 миллиарда лет назад.
Самые смелые гипотезы предполагают, что тектоника плит могла начаться практически одновременно с формированием планеты. Если это подтвердится, выйдет, что даже самые примитивные формы жизни развивались в условиях геологической активности.
Доказательства искать сложно. Древнейшие фрагменты океанической коры насчитывают всего 340 миллионов лет — для геологии это совсем молодой возраст. Континентальная кора сохраняется лучше, но и здесь картина неполная: пород старше 2,5 миллиардов лет осталось менее 7%.
Геолог Джесси Рейминк из Университета Пенсильвании (англ. University of Pennsylvania, США) поясняет: чтобы понимать другие планеты, нужно сначала разобраться в собственной. Без знания жизненного цикла Земли сложно интерпретировать данные об экзопланетах.
У тектоники есть важная особенность — она способствует биологическому разнообразию. Движение плит создает новые экологические ниши, разделяет популяции, ускоряет эволюцию. После массовых вымираний, например, пермского, когда погибло 90% видов, именно тектонические процессы помогли восстановить баланс. Выветривание горных пород связывало избыточный углекислый газ, постепенно возвращая планету к состоянию, пригодному для жизни.
Роберт Стерн из Техасского университета (англ. University of Texas at Austin, США) высказывает интересную мысль: примитивная жизнь может существовать на миллиардах планет, но для появления сложных организмов нужны особые условия. Вероятно, тектоника плит как раз и обеспечивает такую среду.
Некоторые специалисты идут дальше, предполагая, что геологическая активность не просто поддерживала жизнь, но и способствовала ее зарождению. Перенос минералов из недр на поверхность мог создать необходимую химическую среду.
Изучение древнейших геологических периодов напоминает детективное расследование. Породы гадейского эона (первые 500 миллионов лет существования Земли) практически не сохранились. Ученые работают с цирконами — микроскопическими минералами, пережившими все катаклизмы. Все найденные цирконы гадейского возраста могли бы поместиться в наперстке, но их изучение показало: уже 4,4 миллиарда лет назад на Земле существовал океан.
Цянь Юань из Калифорнийского технологического института (англ. California Institute of Technology, США) выдвигает оригинальную теорию. Столкновение с небесным телом, породившее Луну, могло создать в мантии особые потоки, которые запустили тектонику уже 200 миллионов лет спустя. Это объясняло бы, почему среди каменистых планет только Земля обладает таким геологическим механизмом. Однако не все коллеги разделяют этот энтузиазм. Профессор Т. Марк Харрисон отмечает: строить глобальные теории на основе горстки минералов — рискованно. Доказательная база пока слишком слаба.
Если связь между тектоникой и жизнью подтвердится, это изменит подход к поиску внеземных организмов. Астрономам стоит сосредоточиться на геологически активных планетах. Пока напрямую обнаружить тектонику на экзопланетах невозможно, но ученые уже идентифицировали кандидатов. Например, LHS 3844 b в 49 световых годах от нас демонстрирует признаки движения коры, хотя условия там совершенно непригодны для жизни.
Тобиас Мейер из Оксфорда (англ. University of Oxford, Англия) считает: понимание причин тектоники поможет оценивать обитаемость далеких миров. Крейг О'Нил добавляет, что Венера — наш ближайший сосед — может стать ключом к разгадке. Сравнение двух похожих по размеру, но таких разных планет прояснит, почему на одной жизнь есть, а на другой — нет.
Перспективы связаны с новыми телескопами, такими как Джеймс Уэбб, способными анализировать атмосферы экзопланет. Геологи же продолжают изучать древнейшие земные породы, пытаясь понять, что же именно сделало нашу планету живой.
