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.
06-10-2014 Просмотров:6748 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Новый вид ихтиозавров, найденный в окрестностях Москвы, только что описали российские палеонтологи. Рыбоящер жил в юрском периоде и был частым гостем морских глубин. Он мог погружаться на глубину свыше полукилометра,...
08-06-2010 Просмотров:10217 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Не только у людей, приматов, китов и дельфинов существует передача традиций от взрослых особей молодняку. Об этом 42 полосатых мангуста (Mungos mungo) "рассказали" австрийским и британским учёным. Те в свою...
14-11-2016 Просмотров:5293 Новости Геологии Антоненко Андрей
Сегодняшний рост Альп на 1-2 мм в год на 90% объясняется таянием льдов с времен последнего ледникового максимума. К такому выводу пришел международный научный коллектив с участием сотрудников Центра геологических...
27-12-2015 Просмотров:6208 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что когда несколько летучих мышей охотятся в одном месте, они предпочитают перекрикивать друг друга вместо того, чтобы использовать разные частоты. Летучие мышиОб этом говорится в статье израильских биологов из...
16-04-2013 Просмотров:11452 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Исследователи из университета Бакнелла, штат Пенсильвания, ввели в систематику животного мира новый род и вид рукокрылых млекопитающих, открытый в Южном Судане. Сотрудники этого вуза участвуют в программах по охране окружающей...
Ученые открыли один самых больших в мире комплексов мимикрирующих организмов. Им оказалась черно-желтые австралийские насекомые. Результаты исследования, проведенного чешскими специалистами из университета Масарика, опубликованы в журнале eLife. Мимикрией называется сходство во внешнем…
Международная группа палеонтологов обнаружила около горы Сан-Джорджо в швейцарском кантоне Тичино останки трех новых видов рыб. Об этом сообщается на сайте Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана. Отпечаток рыбы из Швейцарских…
Редкое в Зеленограде зимнее насекомое - бескрылая орехотворка Biorhyza pallida. Этот вид питается только на дубах. У него чередуются два поколения: 1) летние крылатые самки и самцы и 2) зимние…
Денисовцы и неандертальцы происходят от одной небольшой группы древних людей, покинувших Африку примерно 740 тысяч лет назад и быстро разделившихся на множество мелких племен, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. "Наша идея противоречит общепринятым представлениям об эволюции…
Сотрудники Университета Висконсин — Мэдисон (США) изучили 3-миллиметровые зубы калифорнийского фиолетового морского ежа. Один из камнеедов, пожертвовавших свои зубы (фото Pupa Gilbert / University of Wisconsin) Морские ежи славятся прежде всего…
Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир…
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…
Змеи оказались ближе к варанам, а не двуходкам — безногим рептилиям с большой головой, как считалось раньше. К этому выводу пришли палеонтологи, изучавшие ископаемую ящерицу эпохи эоцена Cryptolacerta hassiaca. Скелет ящерицы…
Ученые показали, что шимпанзе в дикой природе периодически напиваются забродившим пальмовым соком. Открытие доказывает, что любовь к алкоголю могла зародиться уже у далеких предков человека. Об этом говорится в статье португальских…
Вверх