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.
28-03-2016 Просмотров:6415 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Ученые из Технологического института Нью-Джерси (США) и университета Маеджо (Таиланд) разобрались, как слепая рыбка Cryptotora thamicola из пещер Таиланда может ходить и даже карабкаться по скользким стенам пещер, по которым стекают водопады....
30-12-2010 Просмотров:10405 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Американские ученые составили подробное описание ископаемых и современных грызунов Африки. Исследователи обнаружили на четырех стоянках первобытных людей множество ископаемых останков этих животных. Ущелье Олдувай, Танзания Профессор Алиса Уинклер (Alisa J. Winkler)...
17-09-2013 Просмотров:10908 Новости Генетики Антоненко Андрей
Палеонтологи, изучая насекомых в кусках ископаемой смолы, выяснили, что ДНК в них не содержится. Это значит, что в составе янтаря генетический материал сохраняется еще хуже, чем в костях. Поэтому не...
11-10-2018 Просмотров:2311 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Учёные представили результаты раскопок уникального палеонтологического памятника, который может быть разрушен уже через три года. Речь идёт о кальдере грязевого вулкана Синяя Балка на Таманском полуострове в Краснодарском крае. Носороги эласмотерии, некогда населявшие...
20-03-2013 Просмотров:12634 Новости Генетики Антоненко Андрей
Биоинженерам удалось получить клонированный эмбрион лягушки, вымершей 30 лет назад. Это дает надежду, что в будущем ученые смогут «воскрешать» исчезнувшие виды. Клонирование было осуществлено австралийскими специалистами из Университета Нового Южного Уэльса...
Когда жуки-навозники катят шарики навоза к своему гнезду, время от времени они забираются на них и выполняют своеобразный танец. Этот танец весьма занимал учёных, и не так давно они, кажется,…
Генетическая невосприимчивость к боли приводит к жизни без запахов. Ученые установили, что обе аномалии вызывает одна и та же мутация. Ученые обнаружили неожиданную связь между болевой чувствительностью и обонянием. Специалистам известна…
Зонд Dawn передал на Землю новую серию фотографий карликовой планеты Цереры, которые станут последними снимками, которые космический аппарат сделал на пути к своей цели, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене. Карликовая планета Церера"И Веста, наша…
Фунгологи проследили за жизнью одного вида светящихся грибов в лесах Бразилии и пришли к выводу, что они сияют по ночам не просто так, а ради привлечения внимания насекомых, помогающих им распространять споры, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Цветы…
Профессор Мари Кмита (Marie Kmita) и ее коллеги из Монреальского университета (Канада) решили разобраться, почему у человека и позвоночных именно по пять пальцев на руках и ногах. Они выяснили, что…
Британские ученые впервые получили фотографии и замедленные видеозаписи того, как прыгают молодые богомолы, что помогло им раскрыть невероятную скорость, точность и просчитанность их пируэтов, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Прыжок богомола"Этот подвиг подобен тому,…
Бактерии так долго жили бок о бок с нападавшими на них вирусами-бактериофагами, что в появлении у бактерий «иммунной системы» нет ничего удивительного. Впрочем, назвать этими словами их защиту от фагов…
Неожиданной удачей увенчались раскопки европейских палеонтологов в музейных фондах. Окаменелости, найденные еще в 1890 году, внезапно оказались остатками первой в Европе птицы-террориста – представителя знаменитого семейства Phorusrhacidae, ранее называвшегося фороракосами. Поздний…
Обезьянам, как и людям, свойственно проявлять эмоции, когда удача отворачивается от них. Приматологи из Университета Дьюка (США) предлагали обыкновенным шимпанзе и шимпанзе бонобо две ситуации. В одной обезьяны должны были…
Вверх