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.

 "Капсулы времени"

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.

Континенты Земли сформировались в результате ударов гигантских метеоритов — доказательства этой теории в своем новом исследовании представили ученые из австралийского Университета Кертина.

Предположения о таком образовании континентов существовали десятилетиями, но до сих пор было мало убедительных доказательств в поддержку этой теории.

"Изучая крошечные кристаллы минерала циркона в породах кратона Пилбара в Западной Австралии, который представляет собой наиболее хорошо сохранившийся остаток древней коры на Земле, мы нашли доказательства ударов гигантских метеоритов", — сказал ведущий автор работы доктор Тим Джонсон из Университета Кертина.

Изучение состава изотопов кислорода в этих кристаллах циркона выявило "нисходящий" процесс, начинающийся с плавления пород вблизи поверхности и развивающийся глубже, что соответствует геологическому эффекту от ударов упавших на Землю небесных тел.

Процесс начался в течение первого миллиарда лет после образования нашей планеты (возраст которой оценивается в 4,5 миллиарда лет). Размеры метеоритов были сопоставимы с тем, который привел к вымиранию динозавров.

Геологи нашли на острове Маврикий новые залежи древнейших на Земле пород возрастом в 3 миллиарда лет, свидетельствующие о том, что под ним находятся останки предположительно древнейшего континента планеты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Карта дна Индийского океана в окрестностях озера Маврикий"Поверхность Земли можно разделить на две части – на континенты, древние сегменты земной коры, и океаны, чье дно сложено из относительно молодых пород. На континентах можно найти образцы пород возрастом до 4 миллиардов лет, а в море постоянно формируются новые породы. На Маврикии вообще нет пород старше, чем 9 миллионов лет, но, как оказалось, в них есть включения древних кристаллов, сформировавшихся три миллиарда лет назад", — заявил Льюис Ашвал (Lewis Ashwal) из университета Витватерсранда в Йоханнесбурге (ЮАР).

Ашвал и его коллеги пришли к выводу, что эти кристаллы являются останками древнейшего супер-континента планеты, сформировавшегося сразу после запуска тектонических процессов в ее недрах, пытаясь подтвердить появившиеся три года назад слухи об открытии таких кристаллов в песках на пляжах Маврикия.

Тогда, как вспоминает ученый, большинство геологов восприняло такие выводы с большим скепсисом из-за того, что остров Маврикий полностью сложен из морских горных пород и он сформировался относительно недавно, несколько десятков миллионов лет назад в результате "миграции" Индии в сторону Азии, а Австралии – к востоку от Африки. По этой причине противники данного открытия посчитали, что цирконы были занесены на остров ветром, извержениями вулканов  в Африке или какими-то другими процессами.

Авторы статьи решили проверить, так ли это на самом деле, отправившись в свою собственную экспедицию на Маврикий, в рамках которой они собрали несколько сотен образцов пород. Эти фрагменты были собраны как на самом острове, так и в нескольких десятках и даже сотнях километров от Маврикия, на пути предполагаемой "миграции" бывших осколков Гондваны – Австралии и Индии – на север и на восток.

Получив эти образцы, ученые отобрали из них самые древние фрагменты пород возрастом  в 6-7 миллионов лет, размололи их и попытались найти цирконы. Как оказалось, древние кристаллы действительно присутствовали в более молодых породах острова Маврикий и на всем протяжении 700-километрового участка, который изучили Ашвал и его коллеги.

Возраст этих цирконов, как показал анализ долей свинца и урана в них, составляет около 2,6-3 миллиардов лет, а сам их химический состав близок к тому, что содержат подобные кристаллы в древнейших породах Индии и Мадагаскара – двух ближайших к Маврикию "осколков" Гондваны. Что интересно, схожие доли изотопов кислорода наблюдаются и в цирконах из древнейших пород в Канаде и Гренландии, что может указывать на их общее происхождение.

Как предполагают сами ученые, им удалось найти останки первого "мегаконтинента" Земли, который располагался примерно три миллиарда лет назад на месте современного Индийского океана, и  который впоследствии раскололся на части под действием тектонических процессов.

Останки этого континента сегодня постепенно "переплавляются" на дне океана, и часть его пород со включениями в виде цирконов выходит на поверхность Земли при формировании вулканических островов. Ученые предлагают назвать его "Маврицией" и приступить к поиску его осколков на дне Индийского океана для определения его границ и времени распада.

Источник: РИА Новости

Геохимики из США нашли возможные следы того, что жизнь на Земле могла зародиться практически одновременно с остыванием планеты, примерно 4,1-4 миллиарда лет назад, и могла повторно возникнуть позднее, после вымирания первой жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Двадцать лет назад, подобное заявление было бы еретическим, даже свидетельства того, что жизнь существовала 3,8 миллиарда лет назад, было бы крайне шокирующим. Похоже, что жизнь на Земле возникла почти мгновенно с формированием планеты – судя по всему, живые существа возникают из не-жизни очень быстро, если есть все нужные для этого ингредиенты", — заявил Марк Харрисон (Mark Harrison) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Харрисон и его коллеги пришли к такому шокирующему выводу, изучая почти 10 тысяч образцов так называемых цирконов, обнаруженных в местечке под названием Джек-Хиллс в западной Австралии.

Как отмечают исследователи, кристаллы циркона образуются только при очень высоких температурах внутри магматических горных пород, составляющих основу земной коры на континентах. Это позволяет использовать их для оценки возраста коры и ряда других ее свойств, в том числе и силы магнитного поля в прошлом.

Несколько сотен подобных цирконов, рассказывает Харрисон, содержали в себе то, что ученые не ожидали увидеть – темные включения, чья форма и структура заставили авторов статьи подозревать, что они являются следами жизнедеятельности древнейших организмов на Земле.

Харрисон и его коллеги проверили свои подозрения, просветив подобные кристаллы и содержащиеся в них черные точки при помощи особого спектроскопа, который позволил им определить их химический состав и вычислить доли изотопов.

Оказалось, что цирконы содержали в себе включения графита – минерала, образующегося в природе исключительно из каменного угля и других "органических" пород. Относительно низкая доля тяжелого углерода-13 в этих кусочках доисторического углерода говорит в пользу того, что они возникли в результате жизнедеятельности микробов и другой примитивной жизни.

Учитывая возраст этих цирконов – 4-4,1 миллиарда – лет, можно говорить о том, что жизнь существовала уже в то время, или даже раньше, учитывая то время, которое прошло за время путешествия будущего графита от поверхности к недрам Земли.

Подобная дата крайне интересна тем, что она означает, что жизнь на Земле возникла еще до "поздней тяжелой бомбардировки" – особого периода в жизни Солнечной системы, 3,8-3,2 миллиарда лет назад, во время которого Земля и все остальные планеты постоянно сталкивались с  крупными астероидами.

Эта бомбардировка, как допускают ученые, могла уничтожить только зародившуюся жизнь, которая, как показывают другие древнейшие следы живых существ, возродилась достаточно быстро, примерно через 200-300 миллионов лет после пика "бомбардировки". Столь быстрое возникновение жизни, как предполагают ученые, говорит о том, что наши шансы найти внеземную и даже разумную жизнь выше, чем мы считаем сегодня.

Источник: РИА Новости

Геологи выяснили, что наша планета обзавелась твердой корой почти сразу после своего возникновения. Это значит, что Земля была пригодной для жизни уже практически изначально.

Земля 4,3 млрд лет назадРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Висконскинского университета, опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Планета Земля сформировалась около 4,6 миллиардов лет назад. Считается, что долгое время она представляла собой шар из расплавленной магмы, на котором не могли существовать никакие живые организмы. Авторы статьи поставили под сомнение этот взгляд, проанализировав цирконы, извлеченные из песчаников в Западной Австралии.

Цирконы - это микроскопические кристаллики древних минералов, включенные в состав более молодых пород. С помощью уран-свинцового радиоизотопного метода исследователи показали, что возраст изученных ими цирконов составляет 4,4 миллиарда лет. Это значит, что уже тогда земная кора была частично отвердевшей.

Уран-свинцовый метод основан на том, что с течением времени изотопы урана превращаются в изотопы свинца. Ученые отмечают, что в кристаллах циркона им встретились отдельные кластеры, обогащенные изотопами свинца, что свидетельствует об их относительной «молодости». Вероятно, они попали в кристаллы при их вторичной переплавке.

«У нас нет доказательств, что жизнь существовала на Земле на первых этапах ее истории, однако теоретически ничто не мешало ей появиться уже 4,3 миллиарда лет назад», -- пояснил Джон Уэллей, соавтор статьи. По словам исследователей, земная кора отвердела вскоре после гипотетического столкновения расплавленной Земли с другим небесным телом, в результате которого появилась Луна.

Источник: infox.ru

Затопленные остатки древнего микроконтинента, похоже, разбросаны под океаном между Мадагаскаром и Индией.

Цветная дорожка (см. левую цветовую шкалу) к западу от Реюньона представляет собой вероятный маршрут острова за последние десятки миллионов лет. Чёрные линии с жёлтыми кругами и красным кругом указывают на пути Африканской платформы и Индийской плиты соответственно. Числа в кругах означают миллионы лет. Области с топографией чуть ниже поверхности моря ныне рассматриваются как континентальные фрагменты. (Изображение GFZ / Steinberger.)Доказательством тому стала находка на Маврикии — вулканическом острове, лежащем примерно в 900 км к востоку от Мадагаскара. Тамошним старейшим базальтам около 8,9 млн лет, утверждает геолог Бьёрн Ямтвейт из Университета Осло (Норвегия). Но тщательный анализ песка с двух местных пляжей позволил выявить где-то двадцать цирконов — кристалликов силиката циркония, которые обладают высокой стойкостью к эрозии и химическим изменениям. Они намного древнее.

Эти цирконы образовались в гранитах и других вулканических породах по крайней мере 660 млн лет назад. Одному из кристаллов не меньше 1,97 млрд лет.

Г-н Ямтвейт и его коллеги предполагают, что породы, содержащие эти цирконы, возникли во фрагментах древней континентальной коры, находящейся под Маврикием. По-видимому, сравнительно недавние извержения вулканов доставили осколки коры на поверхность, где цирконы оказались среди песка в результате эрозии.

Исследователи подозревают также, что под дном Индийского океана лежит множество фрагментов той континентальной коры. Анализ гравитационного поля Земли выявил несколько областей, где океаническая кора намного толще обычного — 25–30 км вместо привычных 5–10 км.

Эта аномалия может оказаться остатками суши, которую учёные предлагают назвать Мавриция (Mauritia). Вероятно, она разделилась с Мадагаскаром, когда тектонический рифтогенез и растяжение морского дна заставили Индийский субконтинент начать движение из южной части Индийского океана в северо-восточном направлении. Последующее растяжение и истончение коры в этой области привело к опусканию фрагментов Мавриции, которые на тот момент состояли из острова или архипелага общей площадью примерно в три Крита.

Учёные выбрали для анализа песок, а не местные породы, дабы убедиться, что цирконы, нечаянно застрявшие в дробильном оборудовании после предыдущих исследований, не загрязнили свежие образцы. Ближайшее обнажение континентальной коры, где ещё можно найти цирконы Мавриции, находится глубоко под водой. Кроме того, цирконы добыты в таких местах Маврикия, куда люди практически не заходят и едва ли могли принести их с собой. В то же время кристаллы слишком велики, чтобы их мог доставить туда ветер.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА