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.
18-03-2013 Просмотров:10024 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Палеонтологи нашли первые окаменелые следы яйцеклеток у древних ископаемых птиц, обнаружив, что уже 120 млн лет назад птицы значительно отличались от своих предков. Подобно современным пернатым, они довели число яйцеводов...
26-01-2013 Просмотров:10753 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Дельфин, который из-за искривленного позвоночника стал изгоем среди своих сородичей, прибился к стае кашалотов. Несмотря на то, что дельфины являются врагами кашалотов, те не стали прогонять больное животное и приняли...
14-11-2012 Просмотров:16800 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...
10-12-2014 Просмотров:7697 Новости Экологии Антоненко Андрей
Исследователи климата из Университета Эксетера (Англия) определили первые тревожные сигналы, свидетельствующие об изменениях в циркуляции Атлантического океана, которые могут иметь катастрофические последствия для мирового климата. Их модель, считают ученые, позволяет...
30-03-2011 Просмотров:12625 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В борьбе за пищу муравьи представляют для ос определённую опасность, несмотря на огромную разницу в весе. Но осы в Новой Зеландии изобрели метод сражения без драки, позволяющий полосатым созданиям оставаться...
На дне Тихого океана примерно в 1 600 км к востоку от Японии обнаружен вулкан размером с Нью-Мексико или Британские острова — крупнейший на Земле и один из самых больших…
Нового претендента на звание самого древнего живого существа на Земле открыли палеонтологи на западе Австралии, в местности под названием Пилбара. Речь идет даже не об одном существе, а о целом…
Интернациональная группа археологов, проанализировав прежние находки, пришла к неожиданному открытию. Последние неандертальцы продолжали существовать недалеко от Полярного круга и спустя несколько тысяч лет после того, как они должны были полностью…
Самка паука вида Stegodyphus lineatus, обитающего в Израиле, отдает всю себя на съедение подрастающему потомству — причем в буквальном смысле. Этот удивительный пример материнского самопожертвования в мире животных открыла биолог Мор…
Старые тропические деревья становятся почвой для мхов, которые подкармливают азотом подрастающую молодь. Старый лес Азот – элемент, без которого не обходится ни одно живое существо. Он входит в состав нуклеиновых кислот…
Ученые нашли причину резкого похолодания в середине юрского периода. Оказалось, что его вызвал подъем морского дна, из-за которого прекратился приток теплой воды в Северное полушарие с экватора. Об этом говорится в…
В заболоченных протоках триасового Техаса подстерегали добычу огромные хищники-фитозавры. Двух из них, оказавшихся самцом и самкой неизвестного науке вида, описали недавно американские палеонтологи. Фитозавр Machaeroprosopus. Реконструкция Дмитрия Богданова 200 миллионов лет…
Четырехкрылые микрорапторы умели крайне эффективно планировать при полете между ветвями деревьев благодаря высокой подъемной силе, вырабатываемой их передними крыльями, что частично отвечает на вопрос, как первые птицы научились летать, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной…
Новый вид ящерицы Alopoglossus viridiceps, найденный в тропических Андах, в Эквадоре, уникален. У нее яркий окрас : изумрудная голова и ярко-оранжевый живот, сообщает National Geographic . Alopoglossus viridicepsИсследователи случайно встретили рептилию во время…
Вверх