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.
17-05-2013 Просмотров:10866 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Чем болели динозавры? Совместное исследование канадских и аргентинских палеонтологов рассказывает о проблемах со здоровьем, найденных у крупных южноамериканских хищников мелового периода Mapusaurus. Мапаузавры (Mapusaurus) Палеоэпидемиология относится к числу новых научных дисциплин и...
29-03-2014 Просмотров:8451 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Пожалуй, мы стали забывать, что до того, как ДНК открыла нам сексуальную неразборчивость неандертальцев и происхождение палеоиндейцев, была квагга. Изображение Nature / Tetra Images / Alamy.Странноватое существо с головой зебры и...
04-03-2011 Просмотров:12128 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Способность размножиться непорочно у животных, которые могут расплодиться и с партнером, и без, передается… через самцов. При этом сам признак — рецессивный. Lysiphlebus fabarum Организмы-эукариоты (то есть те, чьи клетки содержат...
08-11-2013 Просмотров:10688 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Одно из самых знаменательных событий в истории жизни на Земле — переход от одноклеточных организмов к многоклеточным. По мнению биологов, происходило это не один и не два, а целых двадцать...
07-12-2012 Просмотров:11952 Новости Геологии Антоненко Андрей
Выгляните из дома после сильного ливня — и на заднем дворе вы обнаружите миниатюрную копию Гранд-Каньона со сложной сетью притоков. Точные условия, при которых реки всех размеров образуют подобные системы,...
Ученые экспериментально доказали, что в далеком прошлом рыбы действительно могли выйти на сушу и стать четвероногими животными. Этот феномен удалось продемонстрировать на примере современных многоперовых рыб. Результаты исследования, проведенного канадскими биологами из…
Считается, что ожирение, диабет, сердечно-сосудистые болезни приобрели характер эпидемии из-за того образа жизни, который подарил нам научно-технический прогресс. С одной стороны, благодаря НТР мы стали жить дольше, а потому некоторые…
Остатки необычного ластоного описали американские палеонтологи. Близкий родственник тюленей и морских котиков обладал поистине огромными глазами – диаметр его глазных яблок был сопоставим с шарами для бильярда. Скорее всего, такие крупные…
ЦЕЛОМ (от греч. koiloma - полость) (вторичная полость тела), полость между стенкой тела и внутренними органами у животных; имеется у организмов, для зародышевого развития которых характерны 3 зародышевых листка. Образуется…
10 Лучистая черепаха 188 лет Лучистые черепахи (188 лет) — рекордсмены по официально задокументированному возрасту среди пресмыкающихся. Черепаха Туи Малила, по легенде подаренная вождю острова Тонго капитаном Куком, прожила 188 лет, скончавшись в 1965 году. Лучистые черепахи…
Впервые в желудке динозавра обнаружены останки птицы. Динозавр с птичкой внутри (здесь и ниже изображения авторов работы)Палеонтологи давно подозревали, что птицы входили в рацион хищных динозавров, но доказательств не хватало. Пробел…
Год назад исследователи из Миннесотского университета (США) сообщили о том, что им удалось воссоздать переход от одноклеточных организмов к многоклеточным. В статье, опубликованной в январе 2012-го, Уильям Рэтклифф и его…
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:…
На территории американского штата Нью-Йорк обнаружены останки трилобита Eldredgeops rana с пятнистой окраской. Трилобит Eldredgeops rana.Ведущий автор исследования Кристофер Макробертс из Университета штата Нью-Йорк в Кортленде (США) отмечает, что пятна на…
Вверх