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.
26-09-2012 Просмотров:9857 Словарь 
Антоненко Андрей
Род (лат. genus, мн. ч. genera, от др.-греч. γένος) — один из основных рангов иерархической классификации в биологической систематике. В иерархии систематических категорий род стоит ниже семейства и трибы и выше...
14-10-2016 Просмотров:6324 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Литературный гений Говарда Лавкрафта продолжает вдохновлять палеонтологов — новый ископаемый кит, описанный недавно из миоцена Дании, получил свое название в честь чудовища Дагона, входящего в вымышленный этим писателем пантеон. Dagonodum mojnumПравда,...
16-05-2011 Просмотров:13148 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В отличие от одомашненных животных, которые могут отличить одного человека от другого, о диких такого сказать нельзя. Обыкновенные сороки стали третьим видом птиц, которые способны узнать конкретного человека не по...
01-12-2015 Просмотров:7138 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Влиятельный журнал Acta Paleontologica Polonica опубликовал результаты новых исследований британо-российского коллектива палеонтологов – Роджера Бенсона (Оксфордский университет), Николая Зверькова (Московский государственный университет) и Максима Архангельского (Саратовский государственный технический университет). Группой...
27-02-2014 Просмотров:8132 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В 2010 году дорожные рабочие, расширявшие Панамериканское шоссе на северо-западном побережье Чили, наткнулись на кладбище китов. Кладбищу оказалось около 9 млн лет, и это был первый пример того, что массовая...
Эквадорские ученые обнаружили новый вид дождевых лягушек, получивший название Pristimantis paquishae. Об этом сообщило местное государственное информационное агентство "Андес". Эквадорские ученые открыли новый вид лягушек Это открытие было сделано специалистами во время…
Следовые дорожки, найденные палеонтологами в испанских Пиренеях, были оставлены неизвестными утконосыми динозаврами за 300 тысяч лет до мел-палеогенового вымирания. По человеческим меркам эти события разделяет огромный срок, но для геологической…
Эксперимент показал, что антарктические лишайники способны нормально расти в условиях Марса. Они без проблем освоят трещины в марсианских породах. Лишайник Pleopsidium chlorophanumОб этом говорится в статье немецких ученых из Института планетных…
Оказывается, уровень болевых ощущений можно определить по выражению «лица» животного. Изменение формы носа и щёк у кролика, испытывающего боль (здесь и ниже фото авторов исследования)Животные, как и человек, могут испытывать боль,…
Меч-рыба, или меченос (Xiphias gladius) — крупная и быстрая хищная морская рыба. В длину она может достигать 4,55 м при весе 650 кг. Скорость ее плавания точно не измерена; по приблизительным данным, она может составлять 99 км/ч. Ранее…
Молекулярные биологи модифицировали один из генов растений таким образом, что они начали воспринимать молекулы одного из противогрибковых средств в качестве сигнала наступления засухи, что позволяет в прямом смысле управлять их чувствительностью к отсутствию воды, говорится…
В штате Массачусетс ученые нашли отпечаток насекомого подкласса крылатых насекомых. Возраст находки составил 312 млн. лет. Это древнейшее известное на настоящий момент насекомое, способное летать. Доктору Ричарду Кнехту (Richard J. Knecht)…
Кратко о "Алтайском государственном заповеднике" Растительный мир “Алтайского государственного заповедника” Животный мир “Алтайского государственного заповедника” География “Алтайского государственного заповедника” Климат “Алтайского государственного заповедника” Геология “Алтайского государственного заповедника” Рельеф “Алтайского государственного заповедника” Гидрология “Алтайского государственного заповедника” Почвы “Алтайского государственного…
Орнитологи выяснили, что слизни периодически убивают птенцов, в силу своей медлительности не привлекая внимания их родителей. Об этом говорится в статье польских ученых, опубликованной в журнале Journal of Avian Biology. Впервые на…
Вверх