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.
21-08-2014 Просмотров:7569 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Неандертальцы жили с современными людьми на территории Европы целых пять тысячелетий и вымерли 40 тысяч лет назад, за это время между неандертальцами и людьми могло происходить биологическое и культурное взаимодействие, сообщает журнал The Nature. НеандертальцыУченые не считают неандертальцев предками...
16-12-2012 Просмотров:10723 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Зоологи пришли к выводу, что на Борнео живет не один, а четыре трудноразличимых вида толстых лори. Два из них ранее считались подвидами, а один вообще не был известен ученым. ЛориСтатья с...
31-01-2019 Просмотров:2337 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Международная группа исследователей нашла самые ранние свидетельства нахождения двух семейств гоминидов на территории древней Сибири, сообщает портал EurekAlert. Специалисты из Оксфордского университета вместе с междисциплинарной группой ученых из России, Великобритании, Австралии,...
25-02-2011 Просмотров:13239 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи впервые показали, что животные оценивают изменение магнитного поля Земли не только с юга на север, но и с запада на восток. Причем способность эта врожденная. Морская черепахаНавигация морских животных во...
25-10-2017 Просмотров:2876 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Окаменелые останки древней рыбы, жившей 240 млн назад, обнаружили швейцарские палеонтологи. Находка была сделана в Альпах близ города Давоса на высоте 2740 метров: речь идет о дальней родственнице ныне обитающих...
Система солнечной навигации в усиках бабочек-монархов состоит из двух независимых солнечных "навигаторов", что позволяет насекомому сохранять способность к межконтинентальным перелетам при повреждении одной из антенн, заявляют ученые в статье, опубликованной…
Южная Америка в очередной раз подтвердила свою репутацию континента, самого богатого ископаемыми остатками цинодонтов – гипотетических предков млекопитающих. Сразу два новых вида этих интереснейших существ были найдены в фондах одного…
Ученые выяснили, что анкилозавры, широко известные благодаря наличию хвостовой булавы, приобрели свое грозное оружие постепенно. Сначала у их предков в хвосте появилась специальная ручка, и лишь много позже к ней…
Что получится, если скрестить эму с тираннозавром? По-видимому, нечто, напоминающее Anzu wyliei — новый вид двуногих динозавров. Три экземпляра этих животных с оперёнными передними конечностями и хвостами были найдены в…
Пермотриасовое вымирание, положившее конец господству наших родственников синапсид, расчистило дорогу динозаврам. Но сначала, в триасе, пришла очередь архозавроморфов – причудливых рептилий, во многом предвосхитивших эволюционные находки динозавров, до появления которых…
Губернатор Приморья Владимир Миклушевский подписал постановление о создании в регионе нового природного экологического госзаказника "Среднеуссурийский", что будет способствовать сохранению популяции амурского тигра, занесенного в Международную Красную книгу, сообщает администрация края. Новый…
Из-за потепления климата обыкновенновенные лисы внедряются на арктические территории и постепенно вытесняют оттуда арктических лис. За этим процессом на полуострове Ямал наблюдала российско-норвежская группа ученых. Арктическая лисаУченые из Университета Тромсе (Норвегия),…
Уходящий год ознаменовался целым рядом заметных открытий в области, которую можно назвать исследованиями разума. Термин этот вряд ли может претендовать на научность. Однако интуитивно понятно, что речь идёт о мышлении,…
Граф Дракула оценил бы, как действует повилика Cuscuta pentagona, считают ученые: растение обвивается вокруг своей жертвы, прокалывает его стебель и постепенно высасывает из него все жизненные соки. Распространенный сорняк не просто…
Вверх