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.
17-11-2013 Просмотров:8379 Природные парки России 
Антоненко Андрей
Налычевский природный паркДо принятия в 1995 году федерального закона «Об особо охраняемых природных территориях» категории природных парков как особо охранянмых природных территорий (ООПТ) в России не существовало, они были «слиты»...
18-04-2017 Просмотров:5046 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые собрали на Филиппинах метровых корабельных червей и изучили их образ жизни. Оказалось, что в отличие от большинства своих сородичей они отказались от питания древесиной и стали жить исключительно за...
05-09-2014 Просмотров:7499 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи впервые за последние полвека обнаружили организмов, относящихся к ранее неизвестному типу живых существ. Не исключено, что они являются живыми ископаемыми, чьи родичи существовали на Земле более 550 миллионов лет...
15-02-2016 Просмотров:6852 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Раскопки на территории канадского острова Элсмир показали, что заполярье в первые эпохи после вымирания динозавров заселяли гигантские наземные птицы, чей рост превышал два метра, а масса – несколько сотен килограммов, говорится в статье, опубликованной...
16-05-2014 Просмотров:7740 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Знаменитый роман Артура Конан Дойля "Затеряный мир", похоже, имел под собой вполне реальные основания. Во всяком случае, некоторые динозавры действительно смогли пережить вымирание своих родственников, обретя приют на южноамериканском континенте. С...
В джунглях Юго-Восточной Азии обитает необыкновенная змея, которая способна перелетать с дерево на дерево, а также планировать на землю с 15-метровой высоты. Недавно группе ученых удалось понять, каким образом это…
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…
Наиболее крепкие и долгоживущие львиные прайды формируются в местах слияния рек — там, где вода доступна круглый год, а условия для охоты идеальны. Преимущества таких зон обитания требуют организованной защиты…
Первые многоклеточные существа на нашей планете были похожи не на гидр, морских губок или других неподвижных беспозвоночных, а на трилобитов и прочих подвижных существ, добывавших пищу самостоятельно, говорится в статье, опубликованной в журнале Biology Letters. Parvancorina"Палеонтологи давно привыкли…
Учёные разгадали загадку, откуда взялось несколько видов центромер, за которые клетка растаскивает хромосомы по полюсам деления при размножении. Во время деления перед клеткой стоит сложная задача: правильным образом распределить хромосомы между…
Ученые обнаружили на спутнике Юпитера Европе большие запасы перекиси водорода — потенциального источника энергии для бактерий-экстремофилов, которые могут обитать в подледном океане этого небесного тела, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения…
Странную пару древних существ обнаружила международная группа ученых во время изучения окаменевшей норы триасового периода из южноафриканской формации Кару. К уютно свернувшемуся предку млекопитающих – цинодонту – доверчиво прильнула древняя амфибия Broomistega. Останки цинодонта и…
Крошечную, но очень темпераментную амфибию обнаружили ученые в раннемеловых отложениях Британии. Древнее хвостатое земноводное, похоже, отличалось задиристым характером, из-за которого даже получило при жизни перелом челюстных костей. Wesserpeton evansae Новое животное, получившее…
Аппаратам, которые отправятся исследовать огромный подповерхностный океан, возможно, существующий на спутнике Юпитера Европе, придётся бурить очень, очень глубоко. Изображение Европы, составленное на основании снимков аппарата «Галилео» 1995 и 1998 годовНовое исследование…
Вверх