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.
10-02-2016 Просмотров:6623 Новости Экологии 
Антоненко Андрей
Второе по величине озеро Боливии Поопо прекратило свое существование, сообщает Европейское космическое агентство (ЕКА) по результатам анализа полученных спутниковых снимков. Высохшее озеро Поопо"Мини-спутник ЕКА Proba-V, занимающийся мониторингом поверхности земли в ежедневном режиме, смог зафиксировать исчезновение второго по величине озера...
14-11-2016 Просмотров:6268 Новости Геологии Антоненко Андрей
Сегодняшний рост Альп на 1-2 мм в год на 90% объясняется таянием льдов с времен последнего ледникового максимума. К такому выводу пришел международный научный коллектив с участием сотрудников Центра геологических...
12-10-2012 Просмотров:11032 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Хвост, заново отрощенный ящерицами, скован в движениях. Ящерица Anolis carolinensisБиологи из Аризонского университета выяснили, что хвост, который отращивают ящерицы взамен утерянного, существенно отличается от исходного варианта. Результаты исследования опубликованы в журнале...
27-03-2011 Просмотров:10541 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Не так часто палеонтологи обнаруживают новые виды животных, представителей которых можно было бы отнести к саблезубым. Но нынешняя находка выделяется не только этим. Учёные определили, что устрашающего вида зверь был...
17-05-2012 Просмотров:12536 Новости Генетики Антоненко Андрей
Первые биологические часы появились вместе с фотосинтезом и подчинялись не смене дня и ночи, а изменениям концентрации кислорода в клетке. Появление биологических часов у живых организмов случилось из-за накопления в атмосфере...
Названный в честь демонического Ока Саурона из кинотрилогии «Властелин Колец» (увы, о книге речь не идёт) новый вид хищных динозавров наводил ужас на Северную Африку около 95 млн лет назад. Саурониопс обедает молодым…
В 2001 году палеонтологам удалось найти в Аргентине в яйце крошечный череп зауропода, но восстановить скелет полностью было не из чего. Та находка не идёт ни в какое сравнение с…
В этом году ученые отыскали животных, которые считались вымершими почти сто лет. Среди вновь обретенных — амфибии, рептилии и даже млекопитающие. Некоторых заметили не в глухих и труднодоступных местах, а…
Физиологи выяснили, что зубчики морских улиток состоят из рекордно прочного вещества. Ученые надеются, что открытие поможет спроектировать новые материалы, которые найдут применение в автомобилестроении и других отраслях промышленности. Морское блюдечкоОб этом говорится…
Необычным открытием закончилось для биолога Митча Прованса (Mitch Provance) из университета Калифорнии в Риверсайде заурядное исследование растений, произрастающих на юге Калифорнии: он нашёл одно из древнейших деревьев, которое, вероятно, клонировало…
Рыбы, продолжая жить в воде, могли приобретать детали анатомического строения, свойственные наземным животным. Из отложений каменноугольного периода Шотландии (их возраст составляет около 345 млн лет) был описан угорь с необычным строением…
Группа исследователей под руководством Эдварда Бельбруно из Принстонского университета (США) провела моделирование механизма так называемого слабого переноса медленно летящими метеоритами (порождёнными столкновениями Земли с астероидами) живых микроорганизмов к другим планетным…
Эволюцию современных опоссумов со времён вымирания динозавров отследила международная команда исследователей из США, Германии и Швейцарии. Среди прочего полученные данные показывают, что Северная Америка, возможно, является родиной всех ныне живущих…
Удивительных карликовых динозавров раскопали палеонтологи на территории современной Германии. Europasaurus holgeri были настоящими гномиками в сравнении со своими титаническими родственниками, известными, как самые крупные наземные существа всех времен. Europasaurus holgeri. Реконструкция:…
Вверх