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.
07-11-2012 Просмотров:12065 Новости Микробиологии 
Антоненко Андрей
В природе метан образуется из органических остатков в условиях отсутствия кислорода. И если бы не архебактерии, которые его окисляют, живым существам на Земле пришлось бы туго: метан намного более сильный...
09-11-2011 Просмотров:10259 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Чтобы прогнать конкурента, молодые соловьи копируют его песню, что считается весьма агрессивным жестом и чревато дракой. Взрослые птицы, наоборот, глушат соперников собственными песнями, одновременно соблазняя прислушивающихся к вокальной битве самок. Поющий...
19-10-2016 Просмотров:7226 Звери (Theria) Антоненко Андрей
Подкласс: Звери (Theria) Научная классификация Без ранга: Вторичноротые (Deuterostomia) Тип: Хордовые (Chordata) Подтип: Позвоночные (Vertebrata) Инфратип: Челюстноротые (Ghathostomata) Надкласс: Четвероногие (Tetrapoda) Класс: Млекопитающие (Mammalia) Подкласс: Звери (Teria) Инфракласс: Плацентарные (Eutheria) Сумчатые (Metatheria) Оглавление 1. Общие сведения о Зверях 2. Происхождение и эволюция Зверей 3. Классификация Зверей 1. Общие сведения о Зверях Представители двух инфраклассов Зверей - гепард (плацентарных) и...
07-04-2015 Просмотров:8364 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Сразу два мезозойских рыбоящера стали предметами нового исследования международной группы ученых, недавно опубликовавших результаты своей работы. Как стало известно, в руки палеонтологов попали остатки самого северного ихтиозавра в мире. Артроптеригиус, охотящийся...
11-01-2013 Просмотров:12722 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Вокруг любого живого существа есть слабое электрическое поле. Некоторые животные научились чувствовать его, чтобы удобнее было находить добычу. У акулы, например, есть специальные рецепторы — ампулы Лоренцини, усеивающие её голову;...
Новые исследования показывают, что насекомые, которые живут в естественных условиях и у которых жизнь очень коротка, «стареют», теряя некоторые физические способности, прежде чем они умрут. Такой вывод сделали ученые из…
Ученым стало известно место и время рождения ВИЧ. Коллектив исследователей под руководством Нуно Фарии (Nuno R. Faria) из Оксфордского университета получил эти результаты, исследовав образец вируса иммунодефицита человека, полученный из образцов крови, взятых в городе…
Некоторым рыбам коралловых рифов достаточно два поколения, чтобы привыкнуть к повышению температуры воды на три градуса. Именно на столько, по мнению учёных, нагреется Мировой океан через сто лет. Помацентровые рыбы оказались…
Ученые Дальневосточного федерального университета, Дальневосточного отделения РАН и их зарубежные коллеги в ходе экспедиции в районе Курильской котловины Охотского моря обнаружили около 500 новых морских организмов, сообщает ДВФУ. Охотское мореНовые виды были обнаружены в рамках экспедиции…
Палеонтологи обнаружили в Арктике крупную птицу, присутствие которой свидетельствует об аномальной жаре, установившейся в регионе во второй половине мелового периода. Tingmiatornis arcticaОб этом говорится в статье американских специалистов из Рочестерского университета,…
Многие динозавры, даже из самых крупных, были прекрасными родителями. Они успешно высиживали яйца и затем заботились о вылупившихся из них маленьких динозавриках. Как удавалось вымершим гигантам не раздавить хрупкую скорлупу,…
Палеонтологи нашли на острове Мадагаскар останки потенциально древнейшего гигантского крокодила Земли длиной в семь-десять метров и массой в тонну, который обитал на суше и мог соперничать по размеру зубов и силе укуса с тираннозаврами, говорится в статье, опубликованной в журнале PeerJ. Razanandrongobe…
В обычном представлении эволюция — это накопление случайных генетических мутаций, которые, комбинируясь друг с другом, изменяют какие-то черты вида. Эти изменения могут быть как благоприятными, так и не очень, и…
Перед вами реконструкция двухголовой ящерицы Hyphalosaurus lingyuanensis из нижнемеловых отложений Китая. Среди ныне живущих рептилий такая аномалия развития встречается нечасто, а среди ископаемых позвоночных это и вовсе единственный пример. Двухголовая ящерица Hyphalosaurus lingyuanensisКитай известен…
Вверх