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.
09-11-2012 Просмотров:12190 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Челюсти крокодила и аллигатора, а также пигментированные бугорки на их туловище чувствуют давление и вибрацию лучше кончиков пальцев человека. Это едва ли не самое острое осязание во всём животном царстве. Здесь...
07-06-2016 Просмотров:6115 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биолог из США неожиданно подтвердил натуралистическую байку 19 века о том, что электрические угри умеют выпрыгивать из воды и убивать сухопутных животных и крупных водных хищников электрошоком, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. Прыжки угря из водыЗнаменитый немецкий...
06-09-2013 Просмотров:8521 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Это может показаться странным, но, хотя жить без сна невозможно, мы до сих пор не знаем, зачем спим. Считается, что во время сна происходит консолидация памяти, перевод информации из кратковременного хранилища...
15-02-2019 Просмотров:2698 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Исследователи из Университета Аделаиды обнаружили, что оливковые морские змеи (Aipysurus laevis) и два других вида Aipysurus отодвигают хвост от света. Этот маневр, вероятно, позволяет змеям спрятать свой хвост от акул...
22-08-2012 Просмотров:9721 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Исследование, проведённое в НИИ биомедицины в Барселоне (Испания), выявило решающую роль, которую играет белок Nek9 в клеточном делении — фундаментальном процессе, обеспечивающем развитие всего организма и здоровье его тканей. Веретено...
Лето-2010 года стало для Гренландии не только самым теплым, но и самым длинным за всю историю метеонаблюдений (начиная с 1873 года). Период таяния продлился на два месяца дольше обычного. Ученые столь…
Орнитологи выяснили, что колибри предпочитают выводить птенцов недалеко от гнезд ястребов. Соседство с хищными птицами отпугивает от колибри их врагов. КолибриОб этом говорится в статье ученых из Эквадора и США, опубликованной в журнале…
Палеонтологи выяснили, что у предков рыб и сухопутных животных челюсти появились после того, как обонятельные центры освободили для них место. Для этого обонятельной системе пришлось «переехать» на внешнюю часть черепа. С…
Следы жизни, существовавшей на Земле в архейском эоне, 2,5 млрд лет назад, раскопали палеонтологи на юге Африки. Окаменелости представляют собой микроскопические сферы, напомнившие ученым некоторых современных обитателей глубоких слоев океана. Поскольку…
Зубные батареи утконосых динозавров являются уникальными адаптациями к питанию твердым волокнистым кормом, и ничего подобного по сложности и эффективности не встречается больше ни у кого из позвоночных. К такому выводу…
Палеонтологи подытожили дискуссию последних 20 лет и пришли к выводу, что растительноядные динозавры зауроподы не могли держать шею вертикально, подобно жирафам. Скорее, их шея находилась в горизонтальном положении, как у…
Подцарство: Эуметазои Оглавление 1. Общие сведения о эуметазоях 2. Происхождение представителей подцарства Эуметазои (Eumetazoa) 1. Общие сведения о эуметазоях Эуметазо́и или настоящие многоклеточные (лат. Eumetazoa) — подцарство животных, в которое входят все виды, обладающие настоящей многоклеточной структурой…
Группа палеонтологов из Китая и Великобритании обнаружила останки морского обитателя возрастом 525 миллионов лет из кембрийского периода. Самое примечательное в находке – отчётливые окаменелости мягких частей тела. Окаменелость насчитывает в длину…
У некоторых морских животных, особенно обитающих на большой глубине, нет ни жабр, ни легких. Кислород в организм поступает через щупальца, кожу и даже ноги. РИА Новости рассказывает о самых невероятных органах дыхания, сформированных эволюцией. Вдох всем телом Копеподы славятся…
Вверх