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.
12-12-2010 Просмотров:12362 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Новые исследования указывают на то, что люди жили на побережье Аравийского полуострова, которое сегодня находится под водой, еще 120 000 лет назад. Впрочем, генетических следов они, видимо, не оставили. Джеффри...
25-10-2018 Просмотров:3256 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Дыхательная система некоторых нелетающих динозавров во многом схожа с дыхательной системой современных птиц, заключили ученые из Великобритании и США. Эта особенность позволяла древним рептилиям эффективнее потреблять кислород из атмосферы и развивать...
27-01-2011 Просмотров:11422 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Международная группа климатологов провела всеобъемлющий повторный анализ всех погодных явлений с 1871 года по сей день. Всё учтено могучей базой данных 20th Century Reanalysis Project — от обычных дождей до...
15-08-2013 Просмотров:9588 Новости Экологии Антоненко Андрей
Крупные животные играют решающую роль в поддержании плодородия почв, выяснили британские ученые. После вымирания представителей мегафауны качество почв в этом регионе резко ухудшается, предупреждают они. Представители мегафауны Согласно исследованиям Криса Даути из...
09-07-2014 Просмотров:7964 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Группа палеонтологов обнаружила на территории канадской провинции Британская Колумбия ископаемые останки самого маленького из когда-либо живших на Земле ежей. По словам ученых, животное, получившее название Silvacola acares ("крошечный лесной житель"),...
Ученые обнаружили следы наличия древнего морского пути, объединявшего ныне изолированные части Южного полюса планеты. Доказательства наличия морского пути были найдены в результате исследования небольших морских млекопитающих, обитающих по обе стороны…
Новые доводы в пользу того, что крупные хищные динозавры были не холоднокровными, как современные крокодилы, а вполне теплокровными, представил профессор университета Аделаиды Роджер Сеймур. Согласно его расчетам, холоднокровным ящерам просто…
Многие десятилетия учёные полагали, что присутствие воды в глубинных породах делает последние менее вязкими и позволяет им течь. Это движение лежит в основе всех видов геофизических явлений — от толкотни…
Учёные давно изучают способность гекконов бегать по вертикальным поверхностям. И в общих чертах удалось понять, как им это удаётся. Однако в лабораторных экспериментах гекконы легко бегают по сухой поверхности, но…
В ходе раскопок на горе Килпатрик обнаружены кости, относящиеся к периоду, когда полярный континент располагался в умеренном климатическом поясе. Фаброзавр — один из кандидатов на проживание в Антарктиде времён юрского периода.…
Уникальную находку, представляющую собой почти полную пищевую цепочку палеогенового периода, сделали палеонтологи в заброшенном немецком карьере. Они раскопали окаменевшие остатки змеи, внутри которой сохранился скелет проглоченной змеей ящерицы-василиска, в животе…
Палеонтологи откопали в канадской Арктике кости древнего медведя, жившего 3,5 млн лет назад. Судя по состоянию его зубов, зверь злоупотреблял сладкими ягодами. Медведь Protarctos abstrususОписание находки, подготовленное учеными из Канады и…
ДОМЕН (НАДЦАРСТВО), в некоторых системах классификации - категория, которую считают стоящей выше, чем царство. Данный термин был предложен в 1990 г. Карлом Вёзе. Согласно такой системе, два подцарства ПРОКАРИОТОВ (АРХЕОБАКТЕРИИ и ЭУКАРИОТЫ)…
Исследователи из Саутгемптонского университета (Великобритания) обнаружили повторяющийся спусковой механизм самых крупных взрывных извержений вулканов на Земле. Вулкан Лас-Каньядас (фото Barry Marsh)Вулканическая кальдера Лас-Каньядас на Тенерифе (Канарские острова) произвела по крайней мере…
Вверх