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.
19-03-2011 Просмотров:12912 Новости Эволюции 
Антоненко Андрей
Энтомологи сумели построить эволюционное древо, включающее в себя все известные на сегодня виды двукрылых. Бескрылое двукрылое — кровососущий паразит рунец овечий (Melophagus ovinus) (фото Carolina Biological) По словам самих учёных, создана...
29-05-2015 Просмотров:8099 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Генетический и радиоуглеродный анализы костей ископаемого волка, найденного на полуострове Таймыр, позволили ученым отодвинуть далеко в прошлое предполагаемое время одомашнивания собак. Происхождение обычных домашних собак является достаточно сложным и непонятным вопросом...
15-03-2016 Просмотров:7025 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что переход на мясную диету сыграл ключевую роль в эволюции человека. Питание мясом позволило отказаться от мощных челюстей и дало стимул для развития речи. К такому выводу пришли американские...
18-12-2013 Просмотров:9571 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Клюв, как у утки, и гребень, как у петуха. Кто бы это мог быть? Конечно, динозавр! Австралийский палеонтолог Фил Белл нашел в Канаде уникальные по сохранности остатки гадрозавра Edmontosaurus regalis,...
29-06-2016 Просмотров:7175 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
До сих пор перья животных мелового периода – от 66 до 145 млн лет назад – удавалось изучать лишь по самым скупым источникам. Как правило, свидетельства того времени – это...
Акулам, скатам и другим хрящевым рыбам трудно плавать в пресной воде: их постоянно тянет на дно. К такому выводу пришли биологи из Стэндфордского университета, университета Сент-Луиса (США) и университета Мёрдока…
Палеонтологи откопали в Китае древнейших мягкотелых шипастых организмов. Они являются родичами знаменитой галлюцигении и современных бархатных червей. Collinsium ciliosumОписание находки, подготовленное китайскими учеными из Юньнаньского университета, опубликовано в журнале Proceedings of the National…
В перемещающихся клетках существуют две основные группы структурно различающихся движущихся органелл; ламеллоподии и филлоподии, содержащие плотные пучки параллельных актиновых филаментов, филаменты однозначно ориентированы в них растущими концами вперед (+). Актиновые пучки,…
Территория нынешнего национального морского парка в тихоокеанском районе между Гавайскими островами и Американским Самоа будет расширена в шесть раз. Новый заповедник в Тихом океанеСоединенные Штаты создают в Тихом океане крупнейший в мире морской заповедник площадью 1…
Журнал BBC Wildlife подвёл итоги ежегодного конкурса среди автоматических фотоаппаратов-ловушек, с помощью которых учёные следят за жизнью дикой природы. В отличие от людей, эти устройства не просят пить-есть, не спят,…
Генетики восстановили митохондриальную ДНК глиптодонтов, древних двухтонных гигантских броненосцев, которая подтвердила, что эти причудливые представители мегафауны были предками современных броненосцев Южной Америки, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Вымершие гигантские броненосцы Южной…
Спелеологи помогли зоологам изучить ногохвосток, обитающих в пещерах Маэстразго в Иберийских горах. Пещерный образ жизни спасает этих существ от сурового климата высокогорья. pygmarrhopalites maestrazgoensis, новый вид ногохвосток, описанный испанскими ученымиРезультаты исследования,…
Немецкие биологи обнаружили, что когнитивные способности воронов не уступают человекообразным обезьянам, а понимание физического мира у этих птиц складывается очень рано — уже к четвертому месяцу жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале…
Можно ли назвать планету Земля родиной земной жизни? Палеонтолог Санкар Чаттерджи из Техасского технологического университета (США) стоит на том, что зародыши жизни упали с неба и проросли уже здесь — в горниле…
Вверх