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.
11-07-2014 Просмотров:7192 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что ракоскорпионы, самые крупные членистоногие в истории Земли, были подслеповаты и не могли ловить быстро движущуюся добычу, как считалось ранее. РакоскорпионОб этом говорится в статье американских специалистов из Йельского...
27-03-2015 Просмотров:7197 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Биологи выяснили, что два очень необычных штамма микробов научились запасать энергию крайне непривычным способом для живых организмов – они выращивают в себе микроскопические кристаллы магнетита и "накачивают" их электронами, таким образом превращая...
24-09-2012 Просмотров:8936 Словарь Антоненко Андрей
Надпорядок (лат. superordo) - таксономическая единица, объединяющая ряд порядков в пределах класса (употребляется в литературе, однако Международным кодексом ботанической литературы не зафиксирована).
18-10-2012 Просмотров:11137 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Население южной части Африки, которое говорит на языках не-банту с щёлкающими согласными, делится на две основные группы, причём обе имеют генетическую связь с охотниками и собирателями Восточной Африки. Носитель языка таа...
21-11-2017 Просмотров:3158 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Генетики нашли новые доказательства того, что примитивные зубы у самых далеких предков человека могли возникнуть в результате мутаций в генах, связанных с формированием чешуи у рыб, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. "Чешуя современной рыбы выглядит совсем...
Как некоторые и предупреждали, на самый крупный геоинженерный эксперимент в истории решилось не государство, не университет, а американский бизнесмен. К западу от островов Хайда-Гуаи протянулась жёлто-коричневая полоса. Она отмечает места с…
Нейрон не представляет собой ничего особенного, если он не соединён с другим нейроном через особое межклеточное соединение — синапс. Образование синапсов зависит от множества генов, которые включаются в ответ на…
Китайские палеонтологи совместно с коллегами из Австрии и Канады впервые в истории обнаружили сохранившиеся в янтаре останки древнего морского существа - остракода, возраст которого составляет 100 млн лет. Об этом…
Энтомологи впервые изучили психологические особенности тараканов, которые они демонстрируют перед лицом опасности. Оказалось, что каждое из этих насекомых обладает индивидуальной моделью поведения. Американский таракан К такому выводу пришли бельгийские ученые из…
Палеонтологи выяснили, что уже во времена динозавров насекомые активно использовали для маскировки растительный мусор и прочие посторонние предметы. Об этом свидетельствуют находки, сделанные в меловых янтарях. Результаты исследования, проведенного китайскими учеными…
Около давно изучаемой звезды удалось обнаружить пятую и шестую планеты, и один из двух новоявленных миров по основным характеристикам схож с Землёй, а главное — находится аккурат посередине…
Биологи установили камеры на новокаледонских воронов и узнали, что в природе они изготовляют «крючки», предназначенные для вылавливания личинок из опавших листьев. Новокаледонский воронОб этом говорится в статье британских ученых из Университета…
Инфракласс (лат. infraclassis) - систематическая группа, занимающая промежуточное положение между подклассом и отрядом. В некоторых случаях соответствует надотряду, в других несколько выше его по значению. Термин, используемый редко и необязательный. Источник:…
Жиры, которые поступают в кровь хорошо пообедавшего питона, заставляют его сердце увеличиваться в размерах: внезапный избыток питательных веществ повышает уровень метаболизма и ускоряет кровообращение. Тигровый питон (фото Rushinroulette)Как и все змеи,…
Вверх