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.
18-01-2014 Просмотров:12030 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Сокол-сапсан, пикируя на жертву, разгоняется до 322 км/ч, что позволяет назвать его быстрейшим животным на свете (хотя в обычном полёте он уступает стрижу). Пике сапсана неизменно восхищает и привлекает внимание...
30-12-2010 Просмотров:11755 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Ученые получили доказательства, что неандертальцы питались не менее разнообразно, чем современные люди. А главное — умели готовить пищу на огне. НеандертальцыУ специалистов до сих пор нет единого мнения о причинах вымирания...
16-08-2012 Просмотров:13203 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Недавно удалось провести одну из самых результативных съёмок спрайтов — уникальных молний, возникающих там, где их не должно быть, и демонстрирующих то, чего с молниями у поверхности быть не может. Эти...
25-06-2011 Просмотров:13774 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Американские ученые открыли необычный способ взаимодействия между особями муравья Pachycondyla chinensis. Фуражир, нашедший крупную добычу, быстро прибегает в муравейник, где хватает челюстями первого попавшегося ему муравья и относит его к...
14-11-2012 Просмотров:16243 Рыбы Енисея Антоненко Андрей
Сибирский подкаменщик широко распространен в водоемах края. Встречается по всему Енисею и его притоках (Абакан, Туба, Сисим, Кан, Ангара, Подкаменная и Нижняя Тунгуски, Турухан, Танама и другие). Северная граница его...
Чтобы оценить, насколько быстро вымираниют сейчас различные виды, необходимо оценить, как обстояли дела до появления рода Homo. Последние оценки показывают, что животные вымирали на порядок реже, чем предполагалось ранее. Из…
Самыми крупными животными в истории планеты были зауроподы. Составьте вместе четыре лондонских омнибуса — вот какая длина. Они рождались 10-килограммовыми птенцами, а масса взрослых особей достигала 100 тыс. кг. Одни…
На формирование литосферных плит, возможно, ушёл целый миллиард лет. Разлом Сан-Андреас в Калифорнии отмечает встречу Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. (Фото Kevin Schafer / Alamy.)По новой гипотезе, плиты — взаимосвязанные участки…
Американские биологи обнаружили в глубинных водах Тихого океана у берегов Центральной Америки необычную акулу, окрашенную в черный цвет и способную светиться, что позволяет ей обманывать ее жертв и скрываться от их взора, говорится в статье, опубликованной в Journal…
На конференции в городе Тусон (штат Аризона, США) члены команды Европейского космического агентства (ЕКА), ответственной за проект исследования кометы Чурюмова-Герасименко, рассказали о некоторых первых полученных данных. Эти данные пока не…
Исследователи из Университета Альберты (Канада) установили, что влияние северных торфяников на доисторическую летопись климатических изменений было переоценено... А это торфяники Северной Ирландии. (Фото Yvonne Mc.) ...Что, впрочем, не отменяет необходимости пристального…
Раскопки в Аргентине помогли ученым выяснить, что динозавры и их ближайшие предки появились неожиданно рано на Земле, примерно 236-234 миллиона лет назад, на 5-10 миллионов лет раньше, чем считалось ранее, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings…
Национальный парк «Русская Арктика» увеличился почти на 7,5 млн га благодаря присоединению островов архипелага Земля Франца-Иосифа и морских миль вокруг архипелага, сообщили в пресс-службе Минприроды РФ. Земля Франца-Иосифа«Территория национального парка увеличится…
Взрослые носухи защищают детёнышей, ворующих пищу у других особей. Это происходит даже в том случае, если маленькие воришки не приходятся защитникам роднёй. Южноамериканские носухи живут сообществами в несколько десятков особей. Несмотря…
Вверх