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.
10-02-2013 Просмотров:10550 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Уточненная датировка наименее древних останков неандертальцев доказывает, что они вымерли до того, как первые представители Homo sapiens прибыли в Европу. Следовательно, эти два вида человека не могли взаимодействовать между собой. НеандертальцыРезультаты...
30-10-2012 Просмотров:11352 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Черепахи спасались от засухи в небольшом водоеме и были погребены потоком грязи. Захоронение черепахНемецкие палеонтологи вместе со своими китайскими коллегами обнаружили на территории Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая массовое захоронение черепах, чей...
07-11-2013 Просмотров:8459 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Самыми крупными сухопутными жителями Земли были динозавры-зауроподы из мелового периода. С помощью современных технологий ученые смогли реконструировать походку этих гигантов. Скелет аргенитнозавраКоманда палеонтологов университета Манчестера задалась целью восстановить механику и кинематику...
08-07-2013 Просмотров:41370 Водоросли (лат. Algae) Антоненко Андрей
Подцарство: Водоросли Оглавление 1. Общие характеристики водорослей 2. Происхождение представителей подцарства Водоросли (Algae) 3. Систематика водорослей 4. Цитология водорослей 5. Экологические групы водорослей 6. Роль водорослей в природе и жизни человека 1. Общие характеристики водорослей Водоросли (Algae) – группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие...
14-05-2014 Просмотров:7837 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Эдиакарская биота пополнилась очередным загадочным организмом – американские палеонтологи представили широкой публике червеобразного Plexus ricei, достигавшего чуть ли не до метра в длину. Правда, подобрать ему родственников среди современных или...
Массовое вымирание, которое уничтожило многие виды в конце триасового периода около 200 млн лет назад, проложило дорогу для господства на Земле динозавров в течение следующих 135 млн лет. Только что…
Международная группа ученых опубликовала результаты исследования окаменевшей личинки краба, датирующейся возрастом в 150 млн лет. По собственному признанию палеонтологов, больше всего их потрясло удивительно современное строение этого организма. Сравенение личинок Чтобы поймать…
Слон и мышьЧтобы увеличиться от размера мыши до размера слона, млекопитающим необходима смена не менее 24 миллионов поколений. К такому выводу пришли австралийские палеонтологи. Вычислением максимально скорости увеличения и уменьшения габаритов животных…
Бронированные динозавры из семейства нодозаврид время от времени встречаются в меловых отложениях Европы. Недавно испанские палеонтологи раскопали на северо-востоке своей страны остатки старейшего европейского нодозавра, оказавшиеся также и самым полным…
Мы можем узнать звуки речи независимо от того, кто и как их говорит: громко, тихо, растягивая слова или, наоборот, торопливо. «Б» мы услышим как «б», а «п» как «п» при…
Справедливость выделения «флоресского хоббита» в отдельный вид Homo floresiensis вызывает сомнения с тех самых пор, когда были впервые описаны его останки, то есть с 2004 года. Сторонники этой гипотезы указывают…
Великолепно сохранившиеся останки тиктаалика, предполагаемого "переходного звена" между рыбами и четвероногими животными, помогли палеонтологам выяснить, что "сухопутные" задние конечности появились уже среди рыб, а не у древнейших земноводных, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the…
Voyager-1 за 36 лет удалился от Земли на дистанцию, более чем в 120 раз превышающую расстояние между нашей планетой и Солнцем. Однако похоже, ему так и не удалось покинуть пределы…
Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир…
Вверх