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.
08-02-2013 Просмотров:12190 Новости Нейробиологии 
Антоненко Андрей
Дедлайн, маленький ребёнок, ночь в клубе — бывают причины, по которым люди не высыпаются. И небольшая группа исследователей решила найти способ выжать максимум из небольшого количества сна, но с помощью...
27-01-2020 Просмотров:2928 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые с помощью современных молекулярных методов нашли следы древнейших грибов в породах неопротерозойского возраста (715−810 миллионов лет). Это на 250 миллионов лет старше любых других известных окаменелостей грибов. Описание приведено...
28-03-2014 Просмотров:7781 Новости Геологии Антоненко Андрей
Почему Эверест такой высокий? Оказывается, объяснить это очень просто: возьмите тюбик зубной пасты, сдавите и согните его. Вот примерно то же самое происходило, когда Индия врезалась в Азию: в месте...
19-10-2016 Просмотров:7144 Звери (Theria) Антоненко Андрей
Подкласс: Звери (Theria) Научная классификация Без ранга: Вторичноротые (Deuterostomia) Тип: Хордовые (Chordata) Подтип: Позвоночные (Vertebrata) Инфратип: Челюстноротые (Ghathostomata) Надкласс: Четвероногие (Tetrapoda) Класс: Млекопитающие (Mammalia) Подкласс: Звери (Teria) Инфракласс: Плацентарные (Eutheria) Сумчатые (Metatheria) Оглавление 1. Общие сведения о Зверях 2. Происхождение и эволюция Зверей 3. Классификация Зверей 1. Общие сведения о Зверях Представители двух инфраклассов Зверей - гепард (плацентарных) и...
23-10-2013 Просмотров:10041 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Список ядовитых животных обогатился целым классом — исследователи из Музея естественной истории в Лондоне (Великобритания) обнаружили ядовитые железы у ремипедий, слепых ракообразных, которые до 1979 года вообще считались вымершими (отдельный класс им выделили...
Не успели мы поразиться находке роддома неогеновых японских китов, как палеонтологи спешат предложить нам не менее удивительную новость – оказывается, гигантские австралийские дипротодоны были мигрирующими животными и 300 тысяч лет…
Палеонтологи обнаружили в Канаде фрагменты древесины древнейшей сосны. Оказалось, что сосны росли в Северной Америке уже 140 млн лет назад. Первые сосныОб этом говорится в статье британских ученых из Королевского колледжа…
Рыбы, эволюционно приспособившиеся к жизни в пещерах, в сравнении со своими ближайшими сородичами на поверхности почти не спят. Учёные предполагают, что эта находка позволит разобраться с причинами различных расстройств сна…
Палеонтологи откопали в Китае одну из древнейших птиц. Она удивила ученых продвинутой анатомией, а также уникальными перьями на голенях. Описание находки, сделанной китайскими специалистами из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии, опубликовано…
Палеонтологи обнаружили на острове Элсмир на севере Канады останки гигантского верблюда, обитавшего на этом клочке суши 3,4 миллиона лет назад, что свидетельствует в пользу того, что предки современных "кораблей пустыни"…
Глубокое землетрясение в Охотском море, чьи толчки ощущались даже в Москве, оказалось рекордсменом среди природных явлений своего класса. Его мощность была эквивалентна взрыву 35 миллионов тонн тротила. Охотское мореОб этом сообщается…
Хотя долго обсуждалось, мог ли археоптерикс летать или же представлял собой одну из ступенек на пути к полёту, никому не приходило в голову, что эта протоптица в действительности потеряла способность…
О светочувствительных органах у морских звёзд биологи знают уже 200 лет. Но до сих пор считалось, что это очень примитивные инструменты, что эти «глазки» на концах щупальцев годятся лишь для…
Сотрудники Университета Висконсин — Мэдисон (США) изучили 3-миллиметровые зубы калифорнийского фиолетового морского ежа. Один из камнеедов, пожертвовавших свои зубы (фото Pupa Gilbert / University of Wisconsin) Морские ежи славятся прежде всего…
Вверх