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.
25-08-2013 Просмотров:8538 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Нет нужды описывать, как человеческая деятельность меняет окружающую среду. Дома, дороги, города — всего этого природа никогда не видела. Но стоит также помнить о том, что все эти изменения начались...
27-10-2016 Просмотров:5190 Новости Экологии Антоненко Андрей
Популяции позвоночных на Земле - млекопитающих, птиц, рыб, амфибий и рептилий - уменьшились за период 1970-2012 годов вследствие жизнедеятельности человека на 58%. Такой вывод содержится в обнародованном новом докладе "Живая планета"...
25-12-2014 Просмотров:6605 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи нашли на территории США древнюю рыбу, в глазах которой удалось рассмотреть палочки и колбочки. Ранее клетки сетчатки не были известны в ископаемом состоянии. Acanthodes bridgeiОписание уникальной находки, подготовленное японскими учеными...
10-04-2011 Просмотров:11453 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Щучка дернистая, покрывающая летом побережье Антарктического полуострова и островов у берегов Антарктиды, усваивает азот особым способом. По мнению ученых, именно он позволит щучке занять в ближайшее время ведущие позиции в...
03-10-2022 Просмотров:487 Новости Геологии Антоненко Андрей
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...
Международная группа палеонтологов переописала два новых рода ихтиозавров – Simbirskiasaurus и Pervushovisaurus – из меловых отложений России. Один из авторов исследования, доцент Саратовского государственного технического университета Максим Архангельский рассказал PaleoNews об этих животных. Pervushovisaurus…
Ученые выяснили, что собаки за тысячелетия совместной жизни с человеком растеряли часть интеллектуальных способностей, которые были присущи их предкам – волкам. Об этом говорится в статье американских исследователей из Университета штата…
Многие клетки в нашем организме способны двигаться сами: в первую очередь это касается иммунных клеток и тех, что залечивают раны. При этом им приходится буквально протискиваться между волокнами тканей. Перемещаясь…
У разных животных в ходе эволюции, бывает, возникают сходные черты — в этом случае говорят о конвергентной эволюции, которая происходит из-за сходных экологических условий. Один из самых известных примеров: пингвин и…
Хвост, заново отрощенный ящерицами, скован в движениях. Ящерица Anolis carolinensisБиологи из Аризонского университета выяснили, что хвост, который отращивают ящерицы взамен утерянного, существенно отличается от исходного варианта. Результаты исследования опубликованы в журнале…
Вопрос о вымирании шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius) — один из самых горячо обсуждаемых. Это связано не только с тем, что эти животные кажутся нам особенно симпатичными и таинственными, или с тем, что…
Ледниковый период не затронул некоторых древних морских млекопитающих, выяснили палеонтологи из старейшего в Новой Зеландии университета Отаго. Исследуя останки ископаемого кита герпетоцета, аспирант этого вуза Роберт Буссенекер (Robert Boessenecker) обнаружил,…
Мы знаем, что половой диморфизм может проявляться в размерах (самцы и самки больше или меньше друг друга), расцветке (самцы и самки по-разному окрашены), развитии особых признаков (вроде рогов у оленей)…
Надцарство: Эукариотов Общие сведения Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eucaryota от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) — надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядра. Все организмы, кроме бактерий и археев,…
Вверх