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.
22-09-2013 Просмотров:8623 Новости Астрономии 
Антоненко Андрей
Солнце и его планеты раз в 200 млн лет совершают полный оборот вокруг центра Галактики. В течение галактического года система проходит через спиральные рукава Млечного Пути. В них гораздо выше...
26-05-2022 Просмотров:2069 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Ученые из Европы и России выяснили, что люди пришли в Арктику 40 тысяч лет назад. Ученые исследовали найденные в низовьях Оби обработанные кости животных и выяснили, что самые древние следы присутствия...
12-03-2011 Просмотров:13237 Новости Зоологии Антоненко Андрей
При ухаживании самец дрозофилы по-особому вибрирует крыльями, что воспринимается самкой как любовная песнь. Любовная серенада понравилась настолько, что! (Фото Gustavo (lu7frb).)Как выяснили австрийские исследователи из Института молекулярных патологий в Вене, самцы...
17-12-2020 Просмотров:2455 Новости Геологии Антоненко Андрей
Ученые впервые построили тектоническую модель, которая объясняет образование множества вулканов на восточном побережье Австралии. Оказалось, что вулканизм связан с пододвигающейся под Австралийский континент океанической плитой. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Гора Веллингтон....
10-02-2013 Просмотров:12255 Классификация живых организмов Антоненко Андрей
Все организмы дискретны в пространстве и имеют наружную оболочку. Трудно представить себе живое существо в виде туманного облачка или раствора. Однако по началу преджизнь существовала именно в виде растворов. Чтобы...
Зачем динозаврам хорошо развитые перья на всех четырёх конечностях? Этот вопрос встал перед учёными в 2003 году, с обнаружением на северо-востоке Китая останков вида Microraptor gui, жившего в меловом периоде…
Международная группа генетиков под руководством Моники Кармин из Тарту (Эстония) при содействии коллег из США, Великобритании, России и многих других стран построила своеобразное древо жизни мужчин. Об этом сообщается на официальном сайте…
Почему около 40 тыс. лет назад неандертальцы уступили место людям современного анатомического типа? Одна из самых популярных гипотез на этот счёт гласит: наши предки могли похвастаться более разнообразным рационом и…
Одного из первых в истории хищных динозавров нашли палеонтологи в венесуэльском штате Тахира. Двуногий ящер был относительно невелик и располагался у самых корней родословного древа гигантских хищных теропод, к которым…
После недавнего развенчания антиоксидантов, предпринятого самим Джеймсом Уотсоном, любым работам на тему окислительного стресса и его полезности/вредности для живого организма обеспечено повышенное внимание. Впрочем, исследование учёных из Манчестерского университета (Великобритания)…
Животным понадобилось каких-то 85 млн лет (мгновение по геологическим меркам) на то, чтобы развиться и обжить бóльшую часть суши и океанов. Хотя ископаемые останки и молекулярная биология могут многое рассказать…
Палеонтологи нашли на северо-западе Канады останки крайне необычного существа, похожего на "чужого" из одноименного фильма Ридли Скотта, которое может быть близким родственником предка всех пауков и клещей, говорится в статье, опубликованной в журнале BMC Evolutionary…
Чем больше родители заботятся о ребёнке, чем больше вкладывают в его здоровье и образование, тем вероятнее, что ребёнок сможет многого добиться, когда вырастет. Нечто подобное можно наблюдать и в животном…
Биологи показали, что по продолжительности спячки сони-полчки оставляют позади всех остальных теплокровных животных в дикой природе. В голодные годы они могут проспать более 11 месяцев подряд, пережидая неблагоприятные условия. Glis glisОб…
Вверх