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.
23-12-2010 Просмотров:11346 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
14-летнее наблюдение за молодыми шимпанзе национального парка Кибале (Уганда) показало удивительную вещь: у животных есть игрушки! Из трёх видов человекообразных обезьян шимпанзе встречаются чаще всего. (Фото Ian Press.) Юные самцы и...
14-01-2011 Просмотров:12423 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Метод наблюдения за антарктическими пингвинами при помощи кольца на ласте снижает выживание и размножение птиц и искажет результаты исследований. Королевские пингвины Кольцевание – общепринятый метод, который применяют орнитологи для изучения поведения...
21-02-2013 Просмотров:12157 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Исследователи из Венского университета (Австрия) вместе с норвежскими коллегами из Бергенского университета обнаружили, что голова у животных начала развиваться ещё до своего появления. Речь идёт, разумеется, о генетическом аппарате, который...
27-02-2012 Просмотров:15746 Новости Технологии Антоненко Андрей
Этот сервис будет работать примерно так же, как работает Google Street View. Только конечно, никакой дорожной разметки, автомобилей и людей не будет. Все потому, что проект посвящен Большому Барьерному рифу,...
13-11-2017 Просмотров:3541 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые из Палеонтологического института РАН и трех российских вузов нашли на территории Кемеровской области окаменевшее яйцо динозавра времен мелового периода, ставшее первой находкой такого рода для России, говорится в статье, опубликованной в журнале Historical Biology. Окаменелые яйца...
У всех есть свой предел — и у любителей побегать на выходных, и у олимпийцев. По-научному этот предел называется лактатным порогом: как только вы его перешагнули, начинаются неприятные ощущения. Наверное,…
Удивительное открытие совершили американские палеонтологи, изучающие окаменелости юрского периода из китайского местонахождения Даохугоу (Daohugou). В слоях пепла, из которых несколько лет назад была извлечена самка крупного паука, они нашли самца,…
Биологи установили, что для разных видов позвоночных животных время течет по-разному. Наиболее насыщен событиями каждый отрезок времени для небольших существ с активным обменом веществ. Золотистый сусликОб этом говорится в статье ирландских…
Геологи из Университета Потсдама (Германия) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) доказали, что в последние годы некоторые гималайские ледники начали расти. Гималайские ледники в Бутане (иллюстрация НАСА / GSFC / METI…
Международная группа исследователей нашла самые ранние свидетельства нахождения двух семейств гоминидов на территории древней Сибири, сообщает портал EurekAlert. Специалисты из Оксфордского университета вместе с междисциплинарной группой ученых из России, Великобритании, Австралии,…
Обнаруженные недавно кости старейшего и самого примитивного примата, известного учёным, говорят о том, что Purgatorius был маленьким гибким животным, которое посвящало основную часть своей жизни поеданию фруктов и лазанью по…
Ученые нашли в Китае скелет небольшого пернатого динозавра неизвестного вида из семейства дромеозаврид — хищных пернатых динозавров, наиболее близких к птицам. Хорошо сохранившиеся отпечатки перьев позволили ученым понять, чем этот…
Энтомологи впервые установили, что муравьи, подобно людям, начинают прием лекарств в случае болезни. Этот феномен наблюдается, когда муравьев заражает грибок. Об этом говорится в статье финских ученых из университета Хельсинки, опубликованной в журнале…
Гавайский кальмар Euprymna scolopes (или, если угодно, каракатица; Euprymna scolopes занимают место между этими двумя отрядами головоногих) умеет светиться в темноте благодаря симбиотическим бактериям. Считается, что бактериальное освещение помогает моллюску…
Вверх