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.
Внимание!!!!
Авторские права на все фильмы принадлежат их правообладателям. Все фильмы размещены с согласием их авторов. Разрешен их домашний просмотр и запрещено коммерческое использование. Для их коммерческого использования необходимо связаться с их правообладателями.
28-09-2018 Просмотров:2605 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Палеонтологи проследили эволюцию позвоночника млекопитающих, сообщается в Science. Первым, еще у рептилий, изменился шейный отдел, затем у цинодонтов, предков млекопитающих, появился грудной отдел, а самым последним — уже у млекопитающих — дифференцировался поясничный отдел. Хорошо известно, чем млекопитающие...
18-03-2013 Просмотров:11287 Новости Геологии Антоненко Андрей
Давно известно, что золотые жилы формируются в минеральных отложениях горячих жидкостей, проходящих через глубокие трещины в земной коре. По новым данным, этот процесс может протекать практически мгновенно — возможно, в...
08-05-2018 Просмотров:2879 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Круглые черви, дрозофилы, бабочки, рыбы, голуби, летучие мыши используют для навигации магнитное поле Земли. Человек лишен таких способностей и без специальных приборов сбивается с пути. О том, как работает природный биокомпас, — в материале РИА Новости. Черви...
17-05-2012 Просмотров:11751 Новости Генетики Антоненко Андрей
Первые биологические часы появились вместе с фотосинтезом и подчинялись не смене дня и ночи, а изменениям концентрации кислорода в клетке. Появление биологических часов у живых организмов случилось из-за накопления в атмосфере...
11-10-2010 Просмотров:9883 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Убедительные доказательства того, что неандертальцы наносили раскраску на тело уже 50 тысяч лет назад, представили исследователи Бристольского университета (Bristol University) после раскопок в провинции Мурсия на юге Испании. Это означает,...
Канадские палеонтологи описали нового динозавра, жившего в конце мелового периода на современной территории этого государства. Животное размером с человека принадлежит к самому интеллектуальному среди древних ящеров семейству Troodontidae. Albertavenator curriei. Реконструкция:…
Межпланетная станция Cassini провела радарное исследование Титана и впервые обнаружила в углеводородном море Лигеи, крупнейшего спутника Сатурна, следы волн. Таким образом ученые разгадали тайну необычного острова, обнаруженного ранее в водоеме небесного тела.…
Новые исследования показывают, что насекомые, которые живут в естественных условиях и у которых жизнь очень коротка, «стареют», теряя некоторые физические способности, прежде чем они умрут. Такой вывод сделали ученые из…
Самые ранние представители группы млекопитающих, существовавшей на протяжении 130 млн лет, уже обладали анатомическими характеристиками, которые позволяли животным благоденствовать в тени динозавров и даже пережить массовое вымирание. Rugosodon eurasiaticus (реконструкция April Isch,…
Подцарство (лат. subregnum) — иерархическая ступень научной классификации биологических видов. Таксон высокого уровня, следующий после царства. Подцарство не является основным таксоном, поэтому применение термина обусловлено в известной степени удобством биологической…
Грозные гиганты Tyrannosaurus rex поедали собратьев. Это установили Николас Лонгрич (Nicholas Longrich) из Йеля (Yale University) и его коллеги из других университетов США и Канады. Тиранозавр РексОбладавший острым обонянием и мощным…
Близкородственные виды лемуров распознают друг друга по носовому фырканью, используя при этом те же параметры, что и мы, когда различаем голоса друг друга. Краснобрюхий лемур обладает самым высоким голосом по сравнению…
В марте мир облетели кадры оленей, бредущих по центру города Нара — древней столицы Японии. До эпидемии такое было невозможно из-за толп туристов. А в апреле в парке Яркон в…
Физики с помощью компьютерной симуляции показали, что необычное ступенчатое распределение воды в теплых океанах вызывается солевыми пальцами. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводится на…
Вверх