Китайские геологи разработали модель развития нашей планеты в первый миллиард лет после ее образования и прояснили давний вопрос о том, куда делись протоконтиненты. Это позволило по-новому взглянуть на процессы формирования современного облика Земли и возникновения жизни.
Считается, что Земле 4,54 миллиарда лет. В первые полтора миллиарда — появились океаны и атмосфера, протоконтиненты и зародилась жизнь, но вещественного материала, относящегося к этому периоду, практически нет. Возраст древнейших пород не превышает 3,8 миллиарда лет. Есть только древние кристаллы циркона.
Это чрезвычайно прочный минерал первично-магматического происхождения. В результате выветривания — разрушения магматической породы ветром и водой — его кристаллы высвобождались и попадали в океан, где откладывались в толще донных осадков, со временем превратившихся в твердые породы.
Цирконы, как правило, значительно старше самих отложений. Так, в архейских осадочных породах возрастом 2,6-3,0 миллиарда лет, расположенных в пределах кратонов — устойчивых блоков земной коры, своеобразных "ядер", вокруг которых формировались современные континенты, — находят кристаллы, образовавшиеся 4,0-4,4 миллиарда лет назад. Эти минералы геологи называют "капсулами времени". Датируют их достаточно точно благодаря тому, что там есть радиоактивные изотопы.
По особенностям химического состава цирконов ученые пытаются понять, что происходило на Земле на раннем этапе ее эволюции, в том числе узнать, как исчезли первые континенты — почему от них не осталось и следа. Так, основываясь на микрозондовом анализе древнейших кристаллов из района Джек-Хиллс в Западной Австралии, исследователи доказали: 4,3 миллиарда лет назад на планете уже была вода и зачатки континентов, скалистые породы которых подвергались выветриванию.
В прошлом году американские геологи установили, что примерно 700 миллионов лет спустя в минералах появился алюминий — типичный химический элемент земной коры и индикатор ее глубинного плавления. По мнению специалистов, это свидетельствует о том, что протоконтиненты сформировались уже в раннем архее и осадочный материал с поверхности начал затягиваться в мантию в зонах субдукции.
В наше время субдукция — погружение океанических литосферных плит на окраинах континентов — важнейший элемент глобальной тектоники. Моделирование показало, что в архее земная кора вела себя иначе, потому что литосфера была сильно разогрета и частично расплавлена. Кора была очень тонкой, хрупкой и не могла образовывать крупные литосферные плиты. Первые континенты, видимо, формировались за счет аккреции — слияния микроплит, в местах столкновения которых возникали древнейшие горные сооружения — аккреционные орогены.
Геологи из Китайского университета наук о Земле в Ухане обобщили данные предыдущих исследований и, используя высокопроизводительные вычислительные мощности, создали компьютерную модель эволюции нашей планеты в доархейскую эпоху.
Выяснилось, что поток внутреннего тепла Земли в это время в три-четыре раза превышал современный. Расплавленная верхняя мантия периодически выходила по ослабленным зонам на поверхность в виде магмы. При этом неустойчивые ранние континенты раскалывались, частично плавились и погружались обратно в мантию. Постепенно под протоконтинентами образовались "корни", или "кили", будущих кратонов, состоящие из частично переплавленных блоков земной коры, погруженных в охлажденную и обезвоженную мантию.
Геофизические наблюдения подтверждают эту гипотезу: кратоны действительно уходят глубоко в мантию, а их строение намного сложнее и неоднороднее, чем у современной литосферы. По мнению китайских геологов, потребовалось более миллиарда лет, чтобы эти "корни" окончательно затвердели и над ними начала формироваться полноценная континентальная кора.
"Геологические данные свидетельствуют о том, что самые ранние континенты не сохранились и были переработаны в недрах планеты, однако ситуация резко изменилась примерно четыре миллиарда лет назад, когда появилась самая прочная часть континентов — кратоны", — говорит один из участников исследования, доктор Фабио Капитанио, доцент Китайского университета наук о Земле и Университета Монаша в Австралии.
Моделирование также показало, что переработанные фрагменты первоначальной коры могут оставаться в недрах миллиарды лет. Этим объясняют то, что глубинное зондирование выявляет неоднородность мантии под многими кратонами. Менее плотные, чем окружающая среда, эти участки подпирают литосферу снизу, придавая ей плавучесть и жесткость.
Возраст древнейших окаменелых микроорганизмов, найденных в осадочных породах кратонов, — около 3,5 миллиарда лет. Но многие ученые уверены, что жизнь на Земле зародилась значительно раньше — как только температура планеты опустилась достаточно, чтобы на поверхности была жидкая вода. То есть сразу после возникновения первичного океана — 4,41 миллиарда лет назад. Правда, помимо воды, нужны были кислород и минеральные микрокомпоненты. И здесь, по мнению исследователей, не последнюю роль сыграли протоконтиненты.
При разрушении в результате эрозии и выветривания жестких блоков земной коры, возвышающихся над водой, менялся состав атмосферы, а в океан попадало огромное количество питательных веществ и химических элементов, необходимых для формирования организмов.
Позднее, когда заработал конвейер тектоники плит, органическое вещество, оседавшее на дне океана, вместе с осадочными породами стало затягивать в мантию в зонах субдукции. Там оно перерабатывалось и в процессе вулканической деятельности возвращалось на поверхность. Каждый новый цикл такого глобального круговорота наращивал континенты и способствовал усложнению живых организмов.
Внимание!!!!
Авторские права на все фильмы принадлежат их правообладателям. Все фильмы размещены с согласием их авторов. Разрешен их домашний просмотр и запрещено коммерческое использование. Для их коммерческого использования необходимо связаться с их правообладателями.
16-07-2016 Просмотров:6892 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Палеонтологи выяснили, что появление цветковых растений не повлияло на эволюцию орнитопод, одной из самых успешных групп растительноядных динозавров. Вплоть до последнего момента эти существа оставались специалистами по хвойным растениям. К такому выводу пришли британские...
30-09-2013 Просмотров:8301 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Правила хорошего тона не зря предписывают тщательно пережевывать пищу – пренебрежение этим советом может привести к самым печальным последствиям, вплоть до летальных. Лишний раз подтверждает эту истину находка пермской амфибии, насмерть...
15-12-2015 Просмотров:7151 Новости Геологии Антоненко Андрей
Ученые нашли причину резкого похолодания в середине юрского периода. Оказалось, что его вызвал подъем морского дна, из-за которого прекратился приток теплой воды в Северное полушарие с экватора. Об этом говорится в...
15-03-2016 Просмотров:7501 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что пауки, считающиеся типичными хищниками, нередко прибегают к растительной пище. Одним из излюбленных лакомств этих членистоногих является нектар. Паук-скакунК такому выводу пришли американские и швейцарские ученые, чьястатья опубликована в журнале...
04-02-2013 Просмотров:11447 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Мы знаем, что в муравейнике лишь самка-королева может откладывать яйца. Но у всякого правила есть исключения: у муравьёв Cerapachys biroi, живущих в юго-восточной Азии, обычные самки тоже могут откладывать яйца....
На месте Москвы 150 миллионов лет назад было море. Зубастые рептилии охотились за головоногими моллюсками, морские крокодилы гонялись за гигантскими осьминогами, а на немногочисленных островах бродили динозавры. РИА Новости рассказывает о самых интересных палеонтологических…
Влажным тропическим лесам глобальное потепление только на руку. Такой вывод сделали ученые, проанализировав образцы спор и пыльцы, сохранившиеся в древних отложениях. Тропические леса Группа ученых из нескольких американских и европейских…
Ученые из Санкт-Петербургского университета и Российской академии наук, под руководством профессора СПбГУ Владимира Лухтанова, открыли ранее неизвестный механизм образования нового биологического вида, в результате скрещивания двух уже существовавших видов. Содержание…
В отличие от одомашненных животных, которые могут отличить одного человека от другого, о диких такого сказать нельзя. Обыкновенные сороки стали третьим видом птиц, которые способны узнать конкретного человека не по…
Редчайшая находка на одной из калифорнийских ферм помогла палеонтологам восстановить прижизненную окраску колумбийских мамонтов. Сохранившиеся в породе пучки шерсти оказались ярко-рыжего цвета. Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) Колумбийский мамонт (Mammuthus columbi) обитал на…
Сахара, крупнейшая пустыня в мире, когда-то была плодородным пастбищем. Общепринято, что всё изменилось со сдвигом вращения Земли, но до сего дня наука не знала, резкой или постепенной была трансформация. Изображения в…
В джунглях Юго-Восточной Азии обитает необыкновенная змея, которая способна перелетать с дерево на дерево, а также планировать на землю с 15-метровой высоты. Недавно группе ученых удалось понять, каким образом это…
В Марокко обнаружено сигарообразное существо, жившее около 520 млн лет назад. Вымерший вид Helicocystis moroccoensis обладает «характеристиками, которые делают его наиболее примитивным иглокожим с пятикратной симметрией», отмечает соавтор исследования Эндрю Смит из Музея…
Сон необходим человеку для консолидации памяти, сортировки впечатлений, полученных во время бодрствования, и записи их в долговременные нейронные цепи. Ведущую роль в этом играют три раздела мозга: неокортекс, энторинальная кора…
Вверх