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.
12-02-2015 Просмотров:7591 Новости Микробиологии 
Антоненко Андрей
Ученые из Оксфордского университета впервые построили целую модель внешней оболочки вириона гриппа А. С помощью метода крупномасштабной молекулярной динамики (coarse-grained molecular dynamics simulation) они выявили разные характеристики мембраны вирусной частицы...
30-08-2017 Просмотров:3777 Новости Зоологии Антоненко Андрей
1 сентября стартует проект oVert, в рамках которого ученые из разных университетов и институтов США оцифруют внутреннее строение более чем 20 000 позвоночных. На проект, возглавляемый герпетологом Дэвидом Блэкберном (David...
14-12-2015 Просмотров:7253 Новости Зоологии Антоненко Андрей
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...
22-08-2012 Просмотров:12502 Новости Зоологии Антоненко Андрей
На Новую Гвинею опустилась ночь. Возвращаясь в лагерь, Кристофер Остин со товарищи услышал пронзительные звуки, доносившиеся вроде бы из лесной подстилки. Поиски ничего не дали. Дело кончилось тем, что охотники...
19-02-2012 Просмотров:10215 Новости Геологии Антоненко Андрей
Крупнейший пример вулканизма последних 300 млн лет, возможно, не был вызван метеоритом. Расположение плато Онтонг-Ява (изображение Larry O'Hanlon / Discovery)Около 120 млн лет назад примерно на 1% поверхности Земли в течение...
Группа ученых под руководством профессора СПбГУ Андрея Козлова и руководителя лаборатории онкоэкологии НИИ онкологии имени Н.Н. Петрова Марка Забежинского больше года наблюдала за золотыми рыбками. В итоге исследователи пришли к…
Ученые доказали, что у некоторых видов динозавров имелись няньки, присматривавшие за потомством. В их роли выступали неполовозрелые особи. Захоронение пситтакозавровОб этом говорится в статье американских ученых из Университета штата Пенсильвания, опубликованной в журнале…
Китайские ученые обнаружили крупного комара, размах крыльев которого достигает 11,15 сантиметров. Утверждается, что данный экземпляр является крупнейшим в мире среди этого вида насекомых, сообщает в четверг газета South China Morning Post Комар…
Новый национальный парк "Бикин" создан в Приморском крае для сохранения амурских тигров и других редких видов животных, сообщает Минприроды России. Амурский тигр"Новый национальный парк создан в запланированные сроки, он позволит сохранить ключевые местообитания амурского тигра.…
Эквадорские ученые обнаружили новый вид дождевых лягушек, получивший название Pristimantis paquishae. Об этом сообщило местное государственное информационное агентство "Андес". Эквадорские ученые открыли новый вид лягушек Это открытие было сделано специалистами во время…
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…
Когда пчела находит цветы, в которых много нектара, она возвращается в улей и сообщает товарищам, куда лететь. Примерно так же, по словам учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США), поступают…
Уникальную находку сделали аргентинские ученые-палеонтологи в Антарктиде. Вблизи базы Марамбио они обнаружили останки птицы, возраст которых насчитывает более 50 млн лет. Вид ложнозубых птиц PelagornithidaeПо словам исследователей, речь идет о представителе…
Существует целая группа вирусов, в качестве хранителя наследственной информации использующая не ДНК, а РНК. Среди них есть, например, такие серьёзные и неприятные виды, как полиовирус и вирус СПИДа. Как и…
Вверх