Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Геологии


Новости Геологии (122)

Геологи выяснили, что полная инверсия магнитного поля Земли, когда южный и северный магнитные полюса меняются местами, протекает очень быстро. Эта перемена может произойти на глазах одного поколения.

Магнитное поле ЗемлиМагнитное поле ЗемлиРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Калифорнийского университета в Беркли, опубликованы в журнале Geophysical Journal International.

Специалисты знают, что в прошлом направление магнитного поля Земли неоднократно менялось. Это явление, причины которого до сих пор неизвестны, происходило с разной периодичностью - за последние 83 миллиона лет инверсия случалась 184 раза. Считалось, что изменение магнитного поля занимает достаточно много времени, однако авторы статьи показали - оно может произойти в рекордно быстрые сроки.

Ученые пришли к такому выводу, изучая осадочные отложения древнего озера, располагавшегося в Апеннинах, к востоку от Рима. Эти породы накапливались со скоростью 0,2 миллиметра в год без каких-либо перерывов. Периодически в озеро попадал пепел вулканов, входящих в римскую вулканическую провинцию (к ним относится, например, Везувий).

Исходя из соотношения изотопов, авторы статьи вычислили точный возраст отложений, а по характеру их намагниченности детально проследили эволюцию магнитного поля Земли за последний миллион лет. Выяснилось, что последняя его инверсия произошла ровно 786 тысяч лет назад, хотя ранее специалисты полагали, что она имела место в интервале от 770 до 795 тысяч лет назад.

Инверсии предшествовал интервал нестабильности поля, продлившийся около 6 тысяч лет. На это время пришлось два отрезка по 2 тысячи лет, когда интенсивность магнитного поля резко слабела. В конце второго отрезка южный и северный полюса совершили быстрый разворот на 180 градусов, причем они «скакали» по планете со скоростью два градуса в год. Следовательно, вся инверсия заняла менее, чем сто лет.

По словам исследователей, в следующий раз магнитное поле может поменяться также быстро. Представители поколения, на глазах которого это произойдет, уже к концу жизни увидят, что магнитная стрелка компаса показывает не на север, как было при их рождении, а на юг. Ученые не могут сказать, когда именно случится инверсия, но уже сейчас ясно, что она пагубно скажется на электронике.


Источник: infox.ru


В потёртом сердце южноафриканского кратера Вредефорт таятся любопытные чёрно-зелёные породы. Это всё, что осталось от магматического моря, некогда наполнявшего дыру в земле, утверждают Десмонд Мозер из Западного университета Онтарио (Канада). Десятикилометровый кратер Вредефорт образовался 2,02 млрд лет назад, и с тех пор, естественно, время его не щадило.

Вредефорт, снимок спутника НАСА. Вредефорт, снимок спутника НАСА. Образование под названием Вредефорт когда-то было совсем другим. Его первоначальный диаметр оценивается в 300 км. Астероид или метеороид, угодивший в Африку, имел, вероятно, 10 км в поперечнике и «вырыл» яму, глубина которой в десять раз превышала Гранд-Каньон, замечает г-н Мозер. Земная кора расплавилась, и на месте удара образовалось озеро магмы. Примерно то же самое произошло чуть позже в Онтарио, где появился кратер Садбери (он чуть меньше). Ему группа г-на Мозера тоже уделила внимание.

Циркон возрастом 3 млрд лет, переживший удар (здесь и ниже фото Desmond Moser). Циркон возрастом 3 млрд лет, переживший удар (здесь и ниже фото Desmond Moser). Что осталось от того расплава? Считалось, что ничего или почти ничего. Наблюдаются беспорядочные слои брекчии, сформированные слоями коры, которая упала в кратер сразу после удара. Слои скользили настолько быстро, что обусловленное этим трение расплавило камень и превратило его в стекловидную породу под названием псевдотахилит. Имеются также дайки, то есть трещины в окружающем материале, которые оказались заполнены лавой (эта порода именуется гранофиром). 

Но в 1990-х г-н Мозер обнаружил в центре кратера кое-что ещё. Он пытался определить возраст Вредефорта и случайно наткнулся на девственные цирконы возрастом 2,02 млрд лет — крошечные кусочки минералов без каких бы то ни было следов удара. Они прятались как раз в дайках. Дайки проходят через древнюю кору, которая когда-то находилась на глубине 20 км. Г-н Мозер полагает, что подостывшая магма проникла в породы коры и как бы закупорила кратер. Кора при этом выгнулась куполом: вспомните видео с демонстрацией падения капли на поверхность воды. 

Г-н Мозер опубликовал свои рассуждения в 1997 году, и сразу же развернулась дискуссия о том, можно ли считать дайки, заполненные габброноритами, остатком импактных расплавов. Сражение не закончилось по сей день. Одни исследователи отвергают эту точку зрения, поскольку магма обладает необычной слоистостью, служащей признаком того, что порода претерпела изменения. Возможно, это ещё один пример псевдотахилита или участок первоначальной земной коры. Другие полагают, что юные цирконы могли кристаллизоваться под влиянием тепла от удара.

Поэтому г-н Мозер и его коллеги вернулись в Южную Африку и занялись поиском доказательств, что дайки и кратер имеют одинаковый возраст. Выяснилось, что цирконы распределены случайным образом и перемежаются с окружающими минералами, то есть они не могли появиться благодаря теплу от удара позднее, чем соседи. 

Наконец, концентрация гафния говорит о том, что магма представляет собой расплавленную породу возрастом 3 млрд лет, которая до удара находилась на поверхности Земли (аналогичные осадочные и магматические породы можно найти в соседнем Витватерсранде), а не ту глубокую кору, что обнажена сейчас благодаря двум миллиардам лет эрозии. 

Если учёные правы, то по этим признакам имеет смысл искать и другие кратеры. Действительно, существуют более древние породы с аналогичным составом и текстурой.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology. В том же номере Мэтью Юбер из Брюссельского университета (Бельгия) и его коллеги сообщают об обнаружении выброшенного ударом материала Вредефорта в Карелии. Выпаренные фрагменты породы поднялись в атмосферу и упали в 2 500 км от кратера на протоконтинент, ставший позднее северо-западной частью России и Скандинавией. 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Понедельник, 14 Апрель 2014 18:09

Что вызывает дрейф континентов?

Автор

Когда теории тектоники плит ещё не было, шла дискуссия о том, движутся ли континенты Земли. Самое подробное и самое известное обоснование движению континентов было дано Альфредом Вегенером в начале XX века. Ему справедливо возразили, что он не смог предложить механизма, стимулирующего этот «дрейф континентов». 

Исландия — часть срединно-океанического хребта, где литосферные плиты расходятся в стороны и образуется новая кора, вздымаясь над уровнем моря. (Фото Howard Ignatius.) Исландия — часть срединно-океанического хребта, где литосферные плиты расходятся в стороны и образуется новая кора, вздымаясь над уровнем моря. (Фото Howard Ignatius.) Пробел в 1928 году восполнил Артур Холмс: конвекция породы в мантии тянет за собою литосферные плиты. Когда тектоника плит была принята в качестве основной геологической теории, это объяснение получило всеобщее признание. Однако альтернативные гипотезы продолжали появляться. Одна из них гласит, что понижение океанических плит в зонах субдукции (из-за разницы в плотности) производит силу, которая растягивает часть плиты, всё ещё находящуюся на поверхности. Когда плиты перемещаются, они тянут за собой соседнюю мантию.

Сегодня благодаря очень точным наблюдениям у исследователей есть доказательства, что по крайней мере в одном месте именно мантия стимулирует движение плиты, а не движима ею. Если то же самое будет обнаружено в других местах, нас ждёт решение одного из самых старых вопросов в геологической теории. 

По сути, дискуссия ведётся о роли этих факторов. Можно сосредоточиться на одной из частей вопроса, а именно на том, как в мантии поднимается горячая порода, что приводит к вулканической активности в срединно-океанических хребтах. Причина в самой мантии или в движении океанической плиты, из-за которого возникает разрыв в земной коре, заполняющийся горячей породой из мантии? 

Ответа до сих пор нет отчасти из-за того, что изучение мантии — дело нелёгкое. Зато у нас есть постоянно совершенствующаяся технология сейсмического исследования строения мантии. И с её помощью группа японских учёных во главе с Сюити Кодайра сумела составить очень подробную карту древнего участка коры у побережья Японии. 

Геологи провели измерения вдоль двух линий — параллельно срединно-океаническому хребту (сейчас он лежит ниже Японии), где формировалась кора, и перпендикулярно к нему. Выявлено местоположение показательных слоёв в породе, которые отразили часть сейсмической энергии. Кроме того, была учтена скорость прохождения сейсмических волн через различные области: этот показатель свидетельствует о составе, структуре и температуре породы. 

Полученные изображения продемонстрировали ряд равномерно сменяющих друг друга поверхностей, наклонённых по отношению к древнему хребту, как книги на полупустой полке. Они начинаются на границе мантии и идут в океаническую плиту. Верхняя часть мантии обладает большой «сейсмической анизотропией», то есть сейсмические волны проходят быстрее в одном направлении, чем в другом. 

Анизотропия — результат, вероятно, выравнивания минеральных кристаллов, составляющих породу мантии. Почему они выровнены? Представьте себе, что вы добавили в тесто карамельную крошку. Если вы раскатывали тесто в одном направлении, то расположение крошки отразит этот факт. Следовательно, мантию тоже растягивали в одном направлении. 

Из сказанного следует, что мантия и кора двигались в одном направлении (прочь от срединно-океанического хребта), но с различной скоростью. Кто же был быстрее, кто кого тянул за собой? 

Тут-то исследователям и помогли наклонённые поверхности. Их замечали и прежде, объясняя по-разному: разломы, слои базальта, результат различия в скорости мантии и коры. Новые детали говорят в пользу последнего из вариантов: поверхности напоминают хорошо известный тип деформации, вызываемый напряжением сдвига

В данном случае мантия перемещалась быстрее, чем океаническая плита. Иными словами, мантия тащила за собой плиту, а не наоборот. Мантия именно приводила в движение процессы в срединно-океаническом хребте, а не пассивно отвечала на движение плит. 

Разумеется, подобное исследование следует повторить в других местах, чтобы доказать его состоятельность. Пока ничего не доказано и не опровергнуто, просто получена новая информация, с которой предстоит работать и работать. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


На формирование литосферных плит, возможно, ушёл целый миллиард лет. 

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии отмечает встречу Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. (Фото Kevin Schafer / Alamy.)Разлом Сан-Андреас в Калифорнии отмечает встречу Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. (Фото Kevin Schafer / Alamy.)По новой гипотезе, плиты — взаимосвязанные участки земной коры, плавающие на поверхности вязкой верхней мантии, — были созданы процессом наподобие субдукции, наблюдаемой сегодня, когда одна плита подныривает под другую. 

Всё началось примерно 4 млрд лет назад, когда более холодные части земной коры потянулись вниз в более тёплую верхнюю мантию, повреждая и ослабляя окружающие участки коры. Это повторялось вновь и вновь, утверждают авторы новой работы, пока ослабленные области не превратились в границы между плитами. И действительно, по оценкам, глобальная система литосферных плит появилась приблизительно 3 млрд лет назад. 

Надо сказать, что происхождение литосферных плит остаётся загадкой. Движение плит стёрло практически все следы, по которым можно было бы судить об этом. Попытки оценить возраст плит предпринимались неоднократно: исследователи исходили из свидетельств субдукции в минералах древних пород. Самыми старыми «уликами» считаются цирконы возрастом 4 млрд лет, найденные в австралийских горах Джек-Хиллс. Эти кристаллы, по-видимому, сформировались при температуре и давлении, характерных для субдукции. 

Оттолкнувшись от данных, полученных благодаря цирконам, авторы исследования создали компьютерную модель земной коры, существовавшей миллиарды лет назад. В основании коры, по их мнению, находилась область низкого давления, заставлявшая часть коры погружаться в верхнюю мантию. Повторяясь на протяжении длительного времени, этот процесс создал большую литосферную плиту с активной зоной субдукции. Возможно, в дальнейшем он привёл к образованию нескольких литосферных плит, полагает соавтор Дэвид Берковичи из Йельского университета (США): «У нас есть физический механизм для объяснения того, как это, возможно, произошло». 

Совершенно другие условия сложились на Венере, где подобная субдукция не произвела литосферных плит. Там намного теплее, поэтому кора эффективнее залечивает раны после того, как её часть опускается в мантию. Модель г-на Берковичи предполагает, что на заре существования Земли субдукция создала слабые участки в коре, которые составляют сегодня границы плит, а в основе теории тектоники плит лежит мысль о том, что сильные плиты разделены слабыми границами, и процессы, протекающие на этих границах, приводят к таким геологическим явлениям, как вулканы, горы и землетрясения. 

«Модель правдоподобно объясняет то, чтó мы видим», — признаёт петролог Майкл Браун из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США). По его словам, хорошо реконструировано начало субдукции и её прогресс до глобальной тектоники, причём временной промежуток между тем и другим — 1 млрд лет — согласуется с данными геологической летописи. 

В свою очередь, геолог Роберт Стерн из Техасского университета в Далласе (США) отрицает наличие убедительных доказательств тектоники плит старше миллиарда лет. Тем не менее предложенная гипотеза относительно механизма формирования плит показалась ему «первым интересным объяснением того, как это могло произойти». 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Почему Эверест такой высокий? Оказывается, объяснить это очень просто: возьмите тюбик зубной пасты, сдавите и согните его. Вот примерно то же самое происходило, когда Индия врезалась в Азию: в месте столкновения выросли Гималаи, которые становились всё больше и больше. Сегодня там расположено большинство из ста самых высоких пиков мира. 

Эверест (фото MugdimanDhaulagiri).Эверест (фото MugdimanDhaulagiri).Поверхность Земли разделена на несколько платформ, которые медленно наседают друг на друга. Более тонкое дно океана с готовностью уходит под более толстые континентальные плиты, но при столкновении двух континентальных пластин субдукция происходит далеко не всегда: они никак не могут решить, кто будет сверху, а кто снизу. В результате вместо погружения коры в мантию она уходит в противоположном направлении — вверх к небесам.

Геологов давно интересует вопрос, можно ли считать горообразование в результате столкновения континентов процессом, протекающим по одной и той же схеме. Ответить на него сложно, поскольку в зонах складчатости породы дробятся, перемешиваются — и в точности реконструировать ландшафт в конкретный момент времени пока никому не удавалось. 

Вот и с Гималаями такая же беда. Почему за 20 млн лет зубодробительных отношений между Индией и Евразией Гималаи не стёрлись в порошок, а, напротив, только выросли? 

Луис Мореси из Мельбурнского университета (Австралия) и его коллеги разработали компьютерную модель столкновения континентов. Она показала, что, когда один континент обладает толстой или плавучей корой, которая блокирует субдукцию, другой континент сжимается, словно тюбик с зубной пастой, и изгибается вокруг места блокировки, в результате чего образуется сложное множество геофизических особенностей (см. видео). 

Показания модели проверили на том, что происходило в Австралии сотни миллионов лет назад, когда небольшой континент врезался в её восточный берег и был поглощён, а на месте столкновения образовались горные цепи. Оказалось, что модель действительно объясняет кое-какие загадочные особенности пейзажа. Например, она в точности воспроизвела ороклины (изгибы горных хребтов) и показала, что это результат сжатия и складкообразования. 

Затаив дыхание, учёные обратились к Гималаям. Модель утверждает, что, когда Индия пихнула Евразию, Китай и Юго-Восточная Азия поначалу оказали сопротивление (не согласились на субдукцию), а потому были отодвинуты в сторону. После этого манёвра Индия продолжила движение в глубь Евразии, из-за чего Гималаи вздымались всё выше и выше: Индия сыграла роль своего рода бульдозера. 

Без этого Индия почти наверняка прекратила бы перемещаться в северном направлении 20 млн лет назад, и сегодня Гималаи больше походили бы на Альпы: прекратили бы расти и начали разрушаться. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Конечно, у истории нет сослагательного наклонения. Но немецкие и австралийские геологи уверены – располагайся разломы в земной коре чуть-чуть по-другому, и на месте пустыни Сахара сегодня плескался бы Сахарский океан, а очертания Африки и Южной Америки изменились бы до неузнаваемости.

Драматический момент раскола Гондваны. Кадр из фильма Ice Age: Continental DriftДраматический момент раскола Гондваны. Кадр из фильма Ice Age: Continental Drift На протяжении сотен миллионов лет южные континенты – Южная Америка, Африка, Антарктида, Австралия и Индия – были объединены в суперконтинент Гондвана. Хотя причины распада Гондваны до сих пор не ясны, еще в мезозое она начала разваливаться на части. Один из первых разломов прошел между Африкой и Южной Америкой, превратившись со временем в южную часть Атлантического океана. Кристиан Гейне из университета Сиднея и Саша Брюн из Германского исследовательского центра наук о Земле рассчитали, что граница между Африкой и Америкой могла пройти совсем в другом месте.

Дело в том, что сегодняшние границы этих материков не совсем соответствуют их рифтовой структуре (рифтами называют впадины в земной коре, образующиеся в результате ее разломов). На юге Гондвана раскололась точно вдоль разлома, а вот на севере этот процесс почему-то остановился, оставив в Африке огромный кусок "зарифтовой" Гондваны. Применив данные тектоники плит и трехмерного моделирования, авторы новой гипотезы попытались выяснить, почему же южная часть огромного гондванского рифта успешно превратилась в южную часть Атлантического океана, а северная так и не разошлась в стороны.

"Разбегание вдоль так называемой южно-атлантической и западноафриканской рифтовых систем должно было привести к делению афро-южноамериканской части Гондваны почти ровно пополам, с образованием Южной Атлантики и Сахарского Атлантического океана, – объясняет доктор Саша Брюн. – Но драматический  поворот тектонических плит привел к появлению конкурирующего разлома вдоль современной экваториальной Атлантики, который в итоге и одержал победу над западноафриканским рифтом, приведя к появлению Сахары на своем современном месте".

Если бы события развивались по иному сценарию, то практически вся Западная Африка осталась бы соединена с Южной Америкой, а очертания западной границы африканского континента представляли бы собой прямую линию. Гейне и Брюн предложили довольно простое объяснение неожиданной устойчивости западноафриканского рифта. По их мнению, чем больше угол между рифтовой системой и направлением движения земной коры, тем больше нужно приложить сил для образования разлома по этому рифту. Так как северная часть западноафриканского рифта оказалась практически перпендикулярной направлению растяжения, то его конкурент получил решающее преимущество, а рисунок земных материков обрел современный облик, пишет Science Daily.


Источник: PaleoNews


Новое исследование может положить конец спорам: обнаружена последовательность лав возрастом 4,4 млрд лет, которые могут оказаться остатками первой зоны субдукции на Земле. 

Скалы острова Гуам сложены застывшей лавой, относящейся ко временам формирования Марианской впадины. Врезка демонстрирует характерные для лавы складки. (Фото Mark Reagan.) Скалы острова Гуам сложены застывшей лавой, относящейся ко временам формирования Марианской впадины. Врезка демонстрирует характерные для лавы складки. (Фото Mark Reagan.) В 2008 году изучение древних лав на севере Квебека — зеленокаменного пояса Нуввуагиттук — показало, что они обладают одинаковыми геохимическими характеристиками с лавами из современных зон субдукции (например, Марианской впадины). Это означает, что они, должно быть, смешались с солёными жидкостями, которые выдавливаются в зонах субдукции — и только в зонах субдукции. Геохимия этих пород — своего рода отпечаток пальцев, позволяющий идентифицировать лавы зон субдукции.

Геологи Трейси Рашмер и Саймон Тёрнер из Маккуорийского университета (Австралия), а также их коллеги решили взглянуть на эти породы поближе и обнаружили чёткую последовательность слоёв. Геолог Марк Рейган из Айовского университета (США), несколько раз спускавшийся в Марианскую впадину (его рекорд — 6 500 м), подтвердил, что там он видел точно такую же картину. Каждый слой — определённый этап рождения зоны субдукции. 


Ключ к пониманию этого процесса заключается в том, как породы и их химия меняются с каждым последующим слоем. По мере того как океаническая плита опускается, лавы поднимаются и откладываются поверх друг друга, формируя слои вулканических пород. С возрастанием глубины тепло и давление начинают выдавливать различные элементы из плиты в виде жидкостей, которые со временем меняют химический состав лавы, обогащая её таким редкоземельным элементом, как иттербий, но в то же время обедняя ниобием. Первый слой в ряду извергается до того, как жидкости смогут выйти из плиты, но уже следующий даёт достаточное количество жидкости для появления химических признаков, характерных для зоны субдукции. Последний слой несёт огромное количество редкоземельных элементов и очень мало ниобия, после чего всякие сомнения отпадают: да, это лава зоны субдукции. 

Марианская впадина и Нуввуагиттук схожи не только геохимией. Характеристики пород меняются совершенно одинаковым образом. Но это убедило далеко не всех. Геохимик Джулиан Пирс из Кардиффского университета (Великобритания) отмечает, что зеленокаменный пояс Нуввуагиттука слишком стар. Время могло изменить его настолько, что по нему нельзя судить о происходившем 4,4 млрд лет назад. К тому же, по мнению специалиста, выявленные геохимические характеристики свойственны не только зонам субдукции. 

Авторы исследования не согласны: они считают, что тепло и давление не меняют геохимические характеристики до неузнаваемости, поэтому древность ещё не повод отказываться от попыток выяснить происхождение пород. Что до зон субдукции, то схожесть с Марианской впадиной говорит сама за себя. 

Так или иначе, но все спорщики согласны с тем, что зоны субдукции могли создавать идеальные условия для возникновения жизни. Жидкости, выделяемые пододвигающейся корой, трансформируют мантийные породы в минерал серпентин, а также порождают горячие источники на дне океана. Серпентин даёт энергию, а бор, которым изобилуют такие горячие источники, выступает стабилизатором РНК. Поэтому открытие самой древней зоны субдукции претендует одновременно на обнаружение одного из первых мест на Земле, где могла зародиться жизнь. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Геологи выяснили, что наша планета обзавелась твердой корой почти сразу после своего возникновения. Это значит, что Земля была пригодной для жизни уже практически изначально.

Земля 4,3 млрд лет назадЗемля 4,3 млрд лет назадРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Висконскинского университета, опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Планета Земля сформировалась около 4,6 миллиардов лет назад. Считается, что долгое время она представляла собой шар из расплавленной магмы, на котором не могли существовать никакие живые организмы. Авторы статьи поставили под сомнение этот взгляд, проанализировав цирконы, извлеченные из песчаников в Западной Австралии.

Цирконы - это микроскопические кристаллики древних минералов, включенные в состав более молодых пород. С помощью уран-свинцового радиоизотопного метода исследователи показали, что возраст изученных ими цирконов составляет 4,4 миллиарда лет. Это значит, что уже тогда земная кора была частично отвердевшей.

Уран-свинцовый метод основан на том, что с течением времени изотопы урана превращаются в изотопы свинца. Ученые отмечают, что в кристаллах циркона им встретились отдельные кластеры, обогащенные изотопами свинца, что свидетельствует об их относительной «молодости». Вероятно, они попали в кристаллы при их вторичной переплавке.

«У нас нет доказательств, что жизнь существовала на Земле на первых этапах ее истории, однако теоретически ничто не мешало ей появиться уже 4,3 миллиарда лет назад», -- пояснил Джон Уэллей, соавтор статьи. По словам исследователей, земная кора отвердела вскоре после гипотетического столкновения расплавленной Земли с другим небесным телом, в результате которого появилась Луна.


Источник: infox.ru


Климат Земли не расстилал красный коврик первой многоклеточной жизни. Кембрийскому взрыву предшествовал криогений, во время которого лёд, возможно, дважды сковывал всю планету целиком. Кембрий, напротив, превратил Землю в теплицу: атмосферная концентрация углекислого газа с тех пор никогда не была настолько высокой. Затем вновь похолодало, хотя до уровня морозильника температура больше не опускалась. 

Гора Шаста в Калифорнии, входящая в систему Каскадных гор — континентальной дуги (фото NASA Earth Observatory). Гора Шаста в Калифорнии, входящая в систему Каскадных гор — континентальной дуги (фото NASA Earth Observatory). Кое-какие данные о тогдашней температуре и атмосферном уровне углекислого газа сохранились, но трудно сказать, по каким причинам в то время происходили изменения. Геолог Райан Маккензи из Техасского университета в Остине (США) и его коллеги попытались разобраться в свидетельствах вулканической активности того периода, ибо это основной источник CO2 в геологической летописи. Чтобы это сделать, пришлось поискать множество иголок в самых разных стогах сена.

В магматических породах, таких как гранит и его вулканический двойник риолит, можно найти крошечные кристаллы минерала под названием циркон. Циркон — лучший друг геолога во многих отношениях. В его ловушку попадают радиоактивный уран и свинец, и по их распаду можно в точности определить возраст кристалла. К тому же это удивительно прочный минерал, способный пережить эрозию, которая разрушает многие другие кристаллы. Самая старая часть Земли из когда-либо датированных — миниатюрная крупинка циркона возрастом 4,4 млрд лет, найденная в осадочной породе, которая сформировалась «всего лишь» около 3 млрд лет назад. 

Цирконы — это летопись характеристик магматических пород, в которых они сформировались. Иными словами, они могут рассказать исследователям о вулканах, которые произвели их на свет. Поскольку вулканы вдоль зон субдукции — наиболее распространённый источник тех видов магматических пород, которые включают в себя цирконы, последние способны указать на местоположение этих вулканов, даже если с тех пор попали в осадочные породы. 

Исследователи свели результаты анализа цирконов в осадочных породах всего мира в один набор данных. Возраст цирконов говорит о том, когда континентальные дуги вулканов были активны вдоль зон субдукции. А когда вулканы работают, они не только формируют новые вулканические породы, но и извергают CO2 и, следовательно, влияют на климат. 

Таким образом удалось обнаружить низкую активность континентальных дуг во время ледниковых периодов криогения, пик активности в кембрийском периоде и последующее снижение. Иными словами, вулканическая активность повышалась во время тёплых периодов, когда рос уровень CO2 в атмосфере, и снижалась в холодные периоды. 

В прошлом году аналогичная корреляция была описана для мелового периода. Утверждалось, что, поскольку тектоника плит привела к более активному формированию континентальных дуг, вулканическая деятельность могла освободить CO2 из карбонатных пород вдоль границ континентов. Вопреки предыдущим гипотезам, новая идея гласит, что континентальные дуги — более важный источник атмосферного CO2, чем подводный вулканизм срединно-океанических хребтов. 

Когда кембрийский период подошёл к концу, сложился суперконтинент Гондвана (позднее ставший южной половиной Пангеи). Поскольку моря, разделявшие части будущей Гондваны, оказались закрыты, субдукция остановилась, и континентальные дуги утихли. 

Исследователи указывают на Гималаи как пример такого явления, но в меньшем масштабе. Индийский субконтинент был соседом Австралии, когда образовалась Пангея. Когда же она распалась, Индия пошла на север, толкая перед собой океанскую кору и создавая тем самым вулканическую дугу на переднем крае своего движения. Однако к тому времени, когда Индия столкнулась с Евразией, уже не было никакой океанской коры, поэтому субдукция не состоялась — и вулканы, некогда возвышавшиеся по обе стороны исчезнувшего моря, остались без топлива. 

Одного этого было достаточно, чтобы снизить выделение углекислого газа в атмосферу. Кроме того, сжатие континентальных плит привело к образованию горной цепи внушительных размеров, которая быстро разрушалась, и силикатные породы, распадаясь, впитывали CO2. Результатом стало значительное уменьшение CO2 в атмосфере. 

Собирание Гондваны было лишь одним из многих столкновений, происходивших в то время. Континентальные арки, спавшие в криогении, воспламенились, когда континенты начали двигаться друг к другу, выбрасывая в воздух CO2 и нагревая планету. Когда континенты столкнулись, вулканическая активность прекратилась, и эрозия, возможно, помогла охладить Землю. 

Таким образом, вполне вероятно, что континентальные дуги сыграли важную роль в изменении климата в течение этого времени, то есть климатические экстремумы были неизбежным следствием тектоники плит. И, соответственно, тектоника плит определила состояние биосферы. Многоклеточные организмы впервые появляются в палеонтологической летописи в период криогения и начинают бурно развиваться с потеплением. В кембрии, однако, на пике жары происходит несколько массовых вымираний. Когда мир немного остыл, жизнь снова начала процветать и разносторонне развиваться. 

Возможно, тектоника плит и изменения климата были не только злодеями. Некоторые исследователи полагают, что эти факторы ответственны также за появление скелетов из карбоната кальция — событие, сыгравшее ключевую роль в кембрийском взрыве. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.


Североамериканский Гранд-Каньон, одна из самых заметных достопримечательностей США, оказался относительно молодым геологическим образованием — его возраст не превышает 5-6 миллионов лет, что в 8-10 раз меньше, чем считалось ранее, заявляют геологи в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Североамериканский Гранд-КаньонСевероамериканский Гранд-КаньонГранд-Каньон, протянувшийся на 450 километров в длину, по своей сути является руслом реки Колорадо, которая ежедневно "выгрызает" и уносит около 500 тысяч тонн пород с его дна. Невероятно большая глубина этого каньона, 1,8 километра, позволяет детально изучить породы, которые сформировались за последние 2 миллиарда лет. Пока нет единого мнения о том, когда сформировался этот каньон.

К примеру, в ноябре 2012 года американские геологи обнаружили на дне Гранд-Каньона фрагменты апатита, которые свидетельствовали в пользу того, что он существовал уже 70 миллионов лет назад, во время эпохи динозавров. С этим не согласны Карл Карлстрем из университета Нью-Мехико (США) и его коллеги, считающие, что эта достопримечательность возникла всего 5-6 миллионов лет назад.

Они пришли к такому выводу, изучив схожие фрагменты апатита из разных частей Гранд-Каньона при помощи методики, измеряющей возраст пород по долям изотопов гелия, урана и тория. Геологам удалось обнаружить крайне интересную вещь — "великий каньон" формировался не как единое целое, а по частям, и является объединением нескольких более древних ущелий.

Так, два самых молодых фрагмента этого объекта, Мраморный каньон и Западный каньон, возникли недавно — примерно 5-6 миллионов лет назад. Его внутренние части, Восточный каньон и провал Урагана, оказались более древними — они сформировались почти 25-15 и 65-50 миллионов лет назад.

Тем не менее, Гранд-Каньон стал единым целым и приобрел свой современный облик лишь тогда, когда возникли его самые молодые участки. Данный факт, как считают ученые, позволяет говорить о том, что "великий каньон" почти в 10 раз моложе, чем считают многие геологи.


Источник: РИА Новости

 


Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Пескарь сибирский - Gobio gobio cynocephalus

13-11-2012 Просмотров:15326 Рыбы Енисея Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пескарь сибирский - Gobio gobio cynocephalus

В системе Енисея пескарь сибирский принадлежит к распространенным рыбам. Населяет большие и малые реки, ручьи, озера, преимущественно проточные, пруды и водохранилища. В Енисее встречается вплоть до Полярного круга. Известен в...

Утконосые динозавры носили петушиный гребень

18-12-2013 Просмотров:8448 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Утконосые динозавры носили петушиный гребень

Клюв, как у утки, и гребень, как у петуха. Кто бы это мог быть? Конечно, динозавр! Австралийский палеонтолог Фил Белл нашел в Канаде уникальные по сохранности остатки гадрозавра Edmontosaurus regalis,...

В Эстонии найден древнейший глаз

12-12-2017 Просмотров:2409 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Эстонии найден древнейший глаз

Палеонтологи откопали в Эстонии древнейшего обладателя сложных глаз - трилобита, жившего более 500 млн лет назад. Оказалось, с тех пор строение зрительной системы членистоногих принципиально не изменилось, и у современных...

Ученые описали, как появилась РНК

17-05-2016 Просмотров:6292 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые описали, как появилась РНК

Химики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Германия) описали, как появилась первая рибонуклеиновая кислота, а на ее основе и органическая жизнь на нашей планете. Процесс не обошелся без инопланетного вмешательства — нужные...

Как утконосый динозавр отбился от тираннозавра

01-03-2013 Просмотров:14252 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как утконосый динозавр отбился от тираннозавра

Шрам на морде гадрозавра после удара тираннозавра — первый известный учёным случай затянувшейся раны у динозавра. Обратите внимание на продолговатое образование в правой части снимка. (Фото авторов работы.)Это наводит на мысль...

top-iconВверх

© 2009-2023 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.