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.
26-08-2014 Просмотров:7797 Новости Ботаники 
Антоненко Андрей
Ученые из университета Хельсинки (Финляндия) и их голландские коллеги под руководством Ари Пекка Мякёнена (Ari Pekka Mähönen) разбирались в том, что регулирует и определяет рост корней. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature. В...
06-12-2012 Просмотров:12571 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Если вы решитесь потратить деньги на то, чтобы поместить нечто на орбиту Луны, оно, скорее всего, будет битком набито научными приборами. Но НАСА соригинальничало — отправило туда не один, а...
26-09-2016 Просмотров:6767 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Тысячи генов человека меняются год от года, от поколения к поколению. Например, наш мозг стал меньше по объему, но более эффективным. А глаза кое-у кого из разумных приобрели голубой цвет....
30-06-2015 Просмотров:7428 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Эксперименты на мышах показали, что представители сильного и слабого пола ощущают боль совершенно разными группами нервных клеток, что ставит под сомнение все лабораторные опыты по созданию лекарств от хронической боли, заявляют нейрофизиологи в статье в журнале Nature Neuroscience. "Другие...
11-12-2012 Просмотров:13866 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В споре о причинах мел-палеогенового вымирания очередной залп сделали сторонники гипотезы об извержениях вулканов на Деканском плато в Индии, которые продолжались десятки тысяч лет. По их мнению, дело вовсе не...
Вместо того чтобы сознательно добираться до островов индонезийского архипелага на лодках, гоминины, возможно, прибывали на эти клочки суши, держась за плавучий мусор, смытый наводнением. Дэвид Уилкинсон из Ливерпульского университета имени Джона…
Получены новые данные в пользу того, что солёные грунтовые воды бассейна Витватерсранд в Южной Африке оставались изолированными в течение многих тысяч и, может быть, даже миллионов лет. Карта бассейна Витватерсранд (иллюстрация…
Класс(от лат. classis ‒ разряд, группа) (биологическое), одна из высших таксономических (систематических) категорий животных и растений. Класс объединяет родственные отряды (животных) или порядки (растений). Например, отряды грызунов, насекомоядных, хищных и…
На этой неделе в Вашингтоне (США) началась TEDxDeExtinction, конференция, посвящённая восстановлению вымерших видов. В том, что сейчас, в принципе, можно восстановить, собрать по кусочкам генома какой-нибудь вымерший вид, сомнений уже…
Палеонтологи давно обсуждают - были ли “ужасные птицы” проживавшие в Европе 55-40 млн лет назад хищными или травоядными? Доктор Тюткен рядом с "ужасной птицей"- гасторнисомНовые исследования, представленные во Флоренции на Гольдшмидтовской…
Небольшой динозавр, найденный в прошлом году в Британии, претендует на первенство сразу в двух номинациях – это первый хищный динозавр, найденный на территории Уэльса и, по всей вероятности, один из…
В нашем ухе — как, впрочем, в ухе любого млекопитающего — можно выделить три части: барабанную перепонку, систему слуховых косточек и улитку внутреннего уха с чувствительными клетками. Звуковые колебания передаются…
Океанические бактерии Synechococcus плавают с помощью волнообразных биений клеточной мембраны, которые вызывает белковая спираль, тянущаяся через всю клетку. Бактерии плавают с помощью жгутиков. Белковую нить жгутика приводит в движение хитроумный молекулярный…
Громоздкие и уродливые растительноядные пермские рептилии – парейазавры – широко распространены по всему миру. Они известны палеонтологам с 19 века, но до сих пор не слишком подробно изучены. Заполнить этот…
Вверх