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.
13-10-2016 Просмотров:6510 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Необычная окаменелость, найденная в Антарктиде, указывает на то, что динозавры не умели "петь", и что первые птицы издавали звуки, похожие на крякание уток, трубеж лебедей и гудение диких гусей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. "Сегодня мы постепенно...
11-10-2010 Просмотров:11183 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Центр биологического разнообразия США (CBD) опубликовал отчёт, согласно которому семнадцать видов арктических животных находятся под угрозой исчезновения из-за таяния льдов, вызванного глобальным потеплением. Первыми жертвами таяния льдов станут белые медведи. (Фото...
29-09-2016 Просмотров:6442 Новости Генетики Антоненко Андрей
Ученые из Пенсильванского университета (США) показали, что видовое многообразие костистых рыб не объясняется дупликацией генов, как принято считать. Помогло в этом изучение снимков остатков рыб, живших на нашей планете 100-250...
11-02-2013 Просмотров:10768 Новости Генетики Антоненко Андрей
Сотни тысяч лет назад некие генетические адаптации позволили людям выйти из Африки и расселиться по всей земле. Исследователи из Кембриджа (Великобритания) полагают, что и у современных людей можно обнаружить следы...
03-10-2016 Просмотров:6469 Таджикистан Антоненко Андрей
Если провести на карте прямую от Самарканда до Душанбе и найти ее середину, можно заметить, что в этом месте линия пересекает Зеравшанский и Гиссарский хребты. Пространство, заключенное между этими хребтами,...
-Мы изучили их спектральную чувствительность, а это означает, что они видят цвета света, но не имеют цветового зрения, - говорит ведущий автор исследования Андерс Гарм, адъюнкт-профессор кафедры биологии в Университете…
Самки паука падки на подарки: для спаривания паукам важно не качество презента, а его наличие. Самец заполучит самку, даже если преподнесет ей подарок-подделку или муху, бывшую в употреблении. А если…
В фантастических произведениях разного пошиба (в литературе, кино, компьютерных играх) регулярно встречаются рассказы о «заброшенных мирах» — потаённых местах планеты, о которых как будто забыло время. Вера Ржичанкова из Университета…
Спутники могут оказаться прекрасными инструментами для отображения сложных изменений в крупных и недоступных районах — но только в том случае, если исследователи будут способны правильно интерпретировать полученные данные. В 2009 году…
Метициллин-резистентный золотистый стафилококк штамма СА (CA-MRSA), поражающий людей в Европе, на Ближнем Востоке и в Северной Африке, произошел от одного предка — бактерии, пришедшей из региона к югу Сахары. CA-MRSA…
Ширина улыбки определяется не только настроением, но и генами, которые вы получили от родителей. Таких генов может быть несколько сотен, и некоторые из них уже удалось обнаружить. Международная группа исследователей…
Широкая публика по-прежнему считает неандертальцев мясоедами. Мол, поэтому они около 25 тыс. лет назад и вымерли: есть им было нечего, тогда как всеядные сапиенсы смогли выжить. Однако продолжают появляться свидетельства того,…
Череп, найденный на Алтае, принадлежал существу, которое было ближе к современным домашним собакам, чем к волкам. Алтайский череп (изображения авторов работы).Результаты анализа ДНК говорят о том, что собаки были одомашнены не…
Роды у женщин сопровождаются болями и могут длиться час и больше. Поэтому при родах обычно присутствует акушерка, помогающая роженице. У остальных млекопитающих, включая и наших ближайших родичей приматов, процесс происходит…
Вверх