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.

 "Капсулы времени"

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.

Континенты Земли сформировались в результате ударов гигантских метеоритов — доказательства этой теории в своем новом исследовании представили ученые из австралийского Университета Кертина.

Предположения о таком образовании континентов существовали десятилетиями, но до сих пор было мало убедительных доказательств в поддержку этой теории.

"Изучая крошечные кристаллы минерала циркона в породах кратона Пилбара в Западной Австралии, который представляет собой наиболее хорошо сохранившийся остаток древней коры на Земле, мы нашли доказательства ударов гигантских метеоритов", — сказал ведущий автор работы доктор Тим Джонсон из Университета Кертина.

Изучение состава изотопов кислорода в этих кристаллах циркона выявило "нисходящий" процесс, начинающийся с плавления пород вблизи поверхности и развивающийся глубже, что соответствует геологическому эффекту от ударов упавших на Землю небесных тел.

Процесс начался в течение первого миллиарда лет после образования нашей планеты (возраст которой оценивается в 4,5 миллиарда лет). Размеры метеоритов были сопоставимы с тем, который привел к вымиранию динозавров.

Изучив древние залежи материковых горных пород, найденные на территории современной Индии, геологи сделали вывод, что первые полноценные участки суши появились на Земле около 3,3 млрд лет назад. Результаты исследования опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences. 

"До недавнего времени мы не могли сказать, когда появились первые континенты Земли и когда они начали возвышаться над поверхностью первичного океана. Изучение пород Сингбумского кратона показало, что этот участок суши начал контактировать с атмосферой около 3,3-3,2 млрд лет назад", - пишут исследователи. 

Недра Земли состоят из нескольких слоев - твердой земной коры, полужидкой мантии и расплавленного металлического ядра. Кора разделена на несколько огромных фрагментов - тектонических плит, которые медленно "плавают" по поверхности мантии и сталкиваются друг с другом. В результате подобных столкновений возникают и исчезают континенты, горные гряды и другие крупные неровности рельефа. 

В последние годы ученые начали активно дискутировать, когда запустилось движение этих плит и когда на Земле возникли первые континенты. Не меньше споров вызывает вопрос о том, когда на Земле появились первые полноценные участки суши. Их возникновение радикально изменило обмен газами между атмосферой и гидросферой, а также сыграло важную роль в эволюции жизни. 

Во время нового исследования у геологов под руководством Субама Мукерджи из Университета Дели появилась возможность найти ответ на этот вопрос. Они изучали породы так называемого Сингбумского кратона. Кратонами геологи называют стабильные участки древних тектонических плит, которые существуют на Земле уже несколько миллиардов лет.  

Сингбумский кратон богат как морскими, так и сухопутными горными породами. Ученые подозревают, что там могут быть и образцы древнейшей почвы планеты. Поэтому Мукерджи и его коллеги изучили образцы пород из этого кратона, измерили их возраст и попытались узнать историю формирования. 

Оказалось, что возраст последних слоев морских пород и самые древних "сухопутных" отложений составляет около 3,3-3,2 млрд лет. Это делает их древнейшими породами такого типа на Земле и указывает, что первые континенты начали подниматься из глубин первичного океана как минимум 3,3 млрд лет назад. 

Анализ состава пород, сформировавшихся 3,5-3,1 млрд лет назад, показывает, что причиной этого могло быть то, что в это время толщина будущей континентальной земной коры начала быстро увеличиваться. По словам ученых, ее быстрый рост был связан с резкими переменами в составе магмы, которую вырабатывали недра планеты в эту эпоху. Последующее изучение других образцов древнейших материковых пород, как надеются геологи, поможет подтвердить эту теорию.

Палеонтологи обнаружили в Габоне останки древнейших многоклеточных живых существ, живших в морях примерно 2,1 миллиарда лет назад. Их фотографии опубликованы в журнале PNAS.

Окаменелые остатки и следы первых многоклеточных существ"Примерно в это же время произошло одно из важнейших событий в истории Земли, Великая кислородная катастрофа. Мы давно спорим о том, связаны ли они между собой. Наши окаменелости, несмотря на расхождения с данными генетиков, могут говорить в пользу подобной связи", — пишут Дональд Кэнфилд (Donald Canfield) из Центра изучения эволюции Земли в Оденсе (Дания) и его коллеги.

Сегодня ученые считают, что жизнь могла появиться на Земле уже три миллиарда лет назад, однако первые 2,5 миллиарда лет своего существования она провела исключительно в одноклеточной форме. Первые многоклеточные существа предположительно появились лишь 600-650 миллионов лет назад, во время эдиакарского периода, и об их жизни, благодаря почти полному отсутствию их останков, мы почти ничего не знаем.

Недавно эти представления начали подвергаться сомнениями. К примеру, год назад ученые нашли в Китае крайне необычные отложения "угля", внутри которых сохранились отпечатки потенциально первых многоклеточных живых существ, населявших первичный океан Земли примерно 1,5 миллиарда лет назад.

Кэнфилд и его коллеги отодвинули эту дату примерно на 600 миллионов лет назад в прошлое, анализируя необычные структуры, найденные в породах палеопротерозойской эры, сформировавшихся в окрестностях города Франсвилль примерно 2,1 миллиарда лет назад.

Эти отложения, как отмечает Кэнфилд, привлекли внимание публики около шести лет назад, когда его коллеги из университета Пуатье обнаружили здесь множество причудливых структур, похожих на отпечатки тел многоклеточных животных.

Это открытие вызвало массу споров. Часть коллег посчитала находки французских палеонтологов следами "обычных" бактериальных колоний необычной формы, а другие вообще отрицали их органическое происхождение, списывая их на отложения пирита, соединения серы и железа.

И те, и другие скептики отмечали, что "габонобиота", как ее назвали первооткрыватели, не оставила никаких физических и эволюционных следов, бесследно исчезнув в последующие эпохи.

Подобные претензии не остановили ученых, и они продолжили вести раскопки на территории Габона. За последующие годы они нашли несколько новых отпечатков различных предположительно "многоклеточных" существ, похожих по форме на нити и листообразные структуры.

Два года назад Кэнфилду и его коллегам улыбнулась удача – им удалось найти не только восемь дюжин окаменелых останков "габонобиоты", но следы их перемещений по бактериальным "одеялам", устилавшим тогда дно мелководий в первичном океане Земли.

Изучив их структуру и химический состав, ученые доказали, что листообразные окаменелости действительно содержат в себе следы органики и веществ, характерных для эукариот, многоклеточных обитателей Земли. Вдобавок, часть из них не содержала в себе серы, что опровергло позицию одной из групп скептиков.

Форма этих окаменелостей и оставленных ими следов, как отмечают исследователи, говорит о том, что древние многоклеточные существа двигались примерно так же, как амебы в "миграционной" фазе развития или примитивные слизни, вырабатывая слизь и используя ее для скольжения по поверхности бактериального "одеяла".

"Пока не понятно, были ли эти организмы своеобразной прелюдией для дальнейшей эволюции эукариот или неудавшимся экспериментом, не получившим продолжения. С другой стороны, они в любом случае говорят о том, что сложные формы жизни появились за миллиард лет до того, как первые настоящие животные появились в конце неопротерозоя", — заключают палеонтологи.

Источник: РИА Новости

Геологи доказали, что фрагменты графита, сформировавшиеся на дне первичного океана три с половиной миллиарда лет назад, представляют собой однозначные следы существования архей — одного из двух главных типов микробов на Земле, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Породы формации Дрессер, где были найдены следы древнейшей сухопутной жизни"Наши замеры долей изотопов показали, что эти окаменелости носят однозначно биологическое происхождение. У нас нет прямых доказательств того, что жизнь могла существовать уже 4,3 миллиарда лет назад, однако нет никаких оснований считать, что это было невозможно в принципе, и мы планируем проверить это в будущем", — заявил Джон Уолли (John Valley) из университета Висконсина в Мэдисоне (США).

Ученые заявили, что им удалось найти в породах возрастом 4,3 млрд лет возможные остатки микроорганизмов. Подобно некоторым современным бактериям, они могли обитать в гидротермальных источниках на дне океана.

Об этом говорится в статье британских специалистов из Лондонского нанотехнологического центра, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature.

До сих пор самыми древними известными остатками живых существ считались окаменевшие бактерии, найденные в Западной Австралии. Возраст находки составляет 3,46 млрд лет, однако скептики заявляют о неорганическом происхождении этих артефактов.

На этот раз ученые наткнулись на предполагаемых бактерий в еще более древних отложениях, чей минимальный возраст равен 3,7 млрд лет, а максимальный – 4,28 млрд. Образцы были собраны на территории Квебека (Канада).

Фактически находка представляет собой гематитовые микротрубочки – небольшие образования, состоящие из железосодержащего минерала и напоминающие цепочки бактериальных клеток. Их длина достигает 500 мкм, а диаметр – 2-14 мкм.

Сами трубочки содержатся в песчинках кварца, образующих залежи яшмы. По словам авторов статьи, по своему внешнему виду и минералогическому составу образцы очень похожи на остатки современных железоокисляющих бактерий, живущих в термальных источниках на дне океана.

Впрочем, это открытие также убедило далеко не всех. Породы, где найдены остатки - сильно метаморфизированные, то есть за прошедшие миллиарды лет они не раз подвергались воздействию высоких температур и давления в глубинах земной коры. Поэтому пока неясно, как могли уцелеть в них бактериальные клетки.

Источник: infox.ru

Геологи нашли на острове Маврикий новые залежи древнейших на Земле пород возрастом в 3 миллиарда лет, свидетельствующие о том, что под ним находятся останки предположительно древнейшего континента планеты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Карта дна Индийского океана в окрестностях озера Маврикий"Поверхность Земли можно разделить на две части – на континенты, древние сегменты земной коры, и океаны, чье дно сложено из относительно молодых пород. На континентах можно найти образцы пород возрастом до 4 миллиардов лет, а в море постоянно формируются новые породы. На Маврикии вообще нет пород старше, чем 9 миллионов лет, но, как оказалось, в них есть включения древних кристаллов, сформировавшихся три миллиарда лет назад", — заявил Льюис Ашвал (Lewis Ashwal) из университета Витватерсранда в Йоханнесбурге (ЮАР).

Ашвал и его коллеги пришли к выводу, что эти кристаллы являются останками древнейшего супер-континента планеты, сформировавшегося сразу после запуска тектонических процессов в ее недрах, пытаясь подтвердить появившиеся три года назад слухи об открытии таких кристаллов в песках на пляжах Маврикия.

Тогда, как вспоминает ученый, большинство геологов восприняло такие выводы с большим скепсисом из-за того, что остров Маврикий полностью сложен из морских горных пород и он сформировался относительно недавно, несколько десятков миллионов лет назад в результате "миграции" Индии в сторону Азии, а Австралии – к востоку от Африки. По этой причине противники данного открытия посчитали, что цирконы были занесены на остров ветром, извержениями вулканов  в Африке или какими-то другими процессами.

Авторы статьи решили проверить, так ли это на самом деле, отправившись в свою собственную экспедицию на Маврикий, в рамках которой они собрали несколько сотен образцов пород. Эти фрагменты были собраны как на самом острове, так и в нескольких десятках и даже сотнях километров от Маврикия, на пути предполагаемой "миграции" бывших осколков Гондваны – Австралии и Индии – на север и на восток.

Получив эти образцы, ученые отобрали из них самые древние фрагменты пород возрастом  в 6-7 миллионов лет, размололи их и попытались найти цирконы. Как оказалось, древние кристаллы действительно присутствовали в более молодых породах острова Маврикий и на всем протяжении 700-километрового участка, который изучили Ашвал и его коллеги.

Возраст этих цирконов, как показал анализ долей свинца и урана в них, составляет около 2,6-3 миллиардов лет, а сам их химический состав близок к тому, что содержат подобные кристаллы в древнейших породах Индии и Мадагаскара – двух ближайших к Маврикию "осколков" Гондваны. Что интересно, схожие доли изотопов кислорода наблюдаются и в цирконах из древнейших пород в Канаде и Гренландии, что может указывать на их общее происхождение.

Как предполагают сами ученые, им удалось найти останки первого "мегаконтинента" Земли, который располагался примерно три миллиарда лет назад на месте современного Индийского океана, и  который впоследствии раскололся на части под действием тектонических процессов.

Останки этого континента сегодня постепенно "переплавляются" на дне океана, и часть его пород со включениями в виде цирконов выходит на поверхность Земли при формировании вулканических островов. Ученые предлагают назвать его "Маврицией" и приступить к поиску его осколков на дне Индийского океана для определения его границ и времени распада.

Источник: РИА Новости

Следы жизни, существовавшей на Земле в архейском эоне, 2,5 млрд лет назад, раскопали палеонтологи на юге Африки. Окаменелости представляют собой микроскопические сферы, напомнившие ученым некоторых современных обитателей глубоких слоев океана.

Поскольку в те времена кислород в атмосфере нашей планеты отсутствовал, а вместе с окаменелостями бактерий были встречены сульфаты, команда исследователей диагностировала их как серобактерий. Поразительно, но сегодня эти существа обитают практически в тех же условиях, что и два с лишним миллиарда лет наза.

"Эти окаменелости представляют собой старейшие из известных организмов, которые жили в очень темной, глубоководной среде, – рассказал профессор университета Цинциннати Эндрю Зая. – Они существовали за 2 млрд лет до растений и деревьев, которые эволюционировали только около 450 млн лет назад".

 Ископаемые были обнаружены сразу в двух местонахождениях южноафриканской провинции Лимпопо, на территории древнейшего кратона Капвааль. Во всех случаях они приурочены к кремнистым породам возрастом 2,52 млрд лет. Под микроскопом остатки бактерий выглядят как округлые и сферические образования с гладкими стенками. Ближайшим современным аналогом этих архейских созданий являются современные серобактерии рода Thiomargarita – организмы, живущие в глубинах мирового океана, лишенных света и кислорода, зато богатых сернистыми соединениями.

 "Хотя я не могу утверждать, что эти ранние бактерии являются точно такими же, как современные нам, мы предполагаем, что они, возможно, жили так же, как некоторые из наших нынешних бактерий. Эти ранние бактерии, вероятно, потребляли молекулы, вымытые на суше из богатых серой минералов и смытые в море эррозионными потоками. Или из вулканических продуктов на дне океана, – полагает Зая. – И это открытие помогает нам прояснить разнообразие жизни и экосистем, которые существовали непосредственно перед Великим Кислородным Событием, крупнейшим изменением атмосферы".

 Напомним, что согласно современным научным воззрениям, первичная атмосфера Земли содержала довольно мало кислорода. Его просто не хватило бы на поддержание жизнедеятельности кислорододышащих существ, поэтому жизнь в те далекие времена была представлена исключительно анаэробными формами. Впоследствии активная фотосинтетическая деятельность размножившихся сине-зеленых водорослей (цианобионтов) насытила воздух Земли побочным продуктом этого процесса – кислородом. В результате этого Великого Кислородного События анаэробные сообщества вынужденно уступили первенство более энергетически эффективным аэробным, в которых мы живем до сих пор.

 Как отметил американский палеонтолог, в настоящее время продолжается дискуссия о том, когда возникли окисляющие серу бактерии и как они вписываются в эволюцию жизни на Земле. "Эти окаменелости говорят нам, что окисляющие серу бактерии уже существовали 2,52 млрд лет назад и они были заняты чем-то выдающимся", – отметил он.

Источник: PaleoNews

Ученые из Университета Орегона под руководством Грегори Ретоллака (Gregory Retallack) исследовали скальные породы возрастом около трех миллиардов лет в пустынях северо-западной Австралии и обнаружили в них следы древнейших микроорганизмов. Это доказывает, что жизнь в толще почв существовала уже тогда, когда на поверхности планеты не было даже лишайников. Статья об исследовании опубликована в журнале Gondwana Research, о результатах исследования также сообщает сайт университета.

Исследовав обнаруженные окаменелости, исследователи пришли к выводу, что чаще всего в почвах того периода встречались актинобактерии, играющие важную роль в процессе разложения органических веществ. Доказано и присутствие пурпурных серных бактерий, которые способны синтезировать органические соединения без участия кислорода. Всего исследователи описали пять видов микроорганизмов, найденных в породах.

Авторы работы показали, что плотность бактерий в земле была довольно большая, можно говорить о существовании полноценных экосистем. Причем долгое время считалось, что в тот период организмы в почвах не жили, что все найденные образцы — морского происхождения. Но новое исследование доказывает, что это не так: полноценная и довольно разнообразная жизнь в земных почвах существовала на очень ранних этапах развития нашей планеты.

Источник: Научная Россия

Австралийские геологи заявили, что им удалось обнаружить в Гренландии остатки бактериальных матов возрастом 3,7 млрд лет. Если интерпретация ученых верна, то находка представляет собой одни из древнейших следов жизни на Земле.

Найденные в Гренландии строматолитыОб этом говорится в статье австралийских специалистов из Университета Вуллонгонга, чья статья опубликована в журнале Nature.

Заявления об обнаружении древнейших следов жизни появляются на страницах научных журналов с регулярностью. Например, в прошлом году сообщалось, что в Австралии были найдены цирконы возрастом 4,1 млрд лет с примесью органического углерода. На этот раз почти столь же древняя находка была сделана в отложениях формации Исуа на юго-западе Гренландии.

Из этой формации, чей возраст составляет 3,7 млрд лет, ранее был уже известен биогенный графит. Однако сейчас, когда оттаявшая вечная мерзлота обнажила новые участки пород, в руки ученых попало нечто более интересное – древние строматолиты. Так называются бактериальные колонии, под которыми на морском дне отлагаются особые слоистые карбонатные осадки.

Именно такие минеральные осадки, образующиеся в результате жизнедеятельности бактериальных матов, и были найдены учеными. Размер строматолитов составляет 1-4 сантиметров. До этого древнейшие бесспорные строматолиты были обнаружены в Западной Австралии. Их возраст равняется 3,48 млрд лет, так что гренландские строматолиты старше более чем на 200 млн лет – если они действительно являются тем, за что их принимают ученые.

В этом как раз есть некоторые сомнения. Дело в том, что гренландские породы сильно метаморфизованы, то есть за прошедшие миллиарды лет они не раз подвергались воздействию высоких температур и других факторов внешней следы. Поэтому скептики уже успели отметить, что минеральные структуры, принятые авторами статьи за древние строматолиты, могли образоваться гораздо позднее в недрах Земли под действием горячих карбонатных вод.

Источник: infox.ru

Ученые обнаружили в Австралии следы столкновения с одним из наиболее крупных астероидов, которые когда-либо врезались в Землю. Катастрофа произошла около 3,46 млрд лет назад.

О своем открытии специалисты из Университета Западной Австралии сообщили в журнале Precambrian Research.

В истории Солнечной системы был период, когда небесные тела подверглись массированному «обстрелу» астероидами – он получил название поздней тяжелой бомбардировки. В частности, в это время, около 3,8-3,9 млрд лет назад, на Луне появились крупнейшие ударные кратеры – лунные моря.

Земля также немало пострадала от гигантских астероидов, но все ударные кратеры этой эпохи постепенно исчезли с ее поверхности в результате геологической активности.

Тем не менее, авторам статьи удалось найти сферулы, относящиеся к данному периоду – они представляет собой кусочки стекла, образовавшиеся из расплавленных пород при ударе астероида и затем разлетевшиеся по всему земному шару.

Открытие было сделано, когда ученые обработали образцы пород, извлеченные при бурении в районе города Марбл-Бар на северо-западе Австралии. Сферулы содержались в донных отложениях древнего океана, об их астероидном происхождении также свидетельствует повышенная концентрация никеля и других редких металлов.

По словам ученых, астероид, на падение которого указывают сферулы, составлял в диаметре примерно 20-30 км (для сравнения, диаметр Москвы, если считать по МКАДу, равняется 30-38 км). После того, как астероид врезался в Землю, на ней произошли сильнейшие землетрясения и цунами, а образовавшийся кратер раскинулся на сотни километров.

Судя по радиоизотопному анализу, столкновение произошло 3,46 млрд лет назад, на завершающем этапе поздней тяжелой бомбардировки. Всего известно о 17 астероидах, упавших на Землю в это время, но тот, чьи следы обнаружили авторы статьи, является одним из крупнейшим.

Поскольку сферулы обнаружены в двух слоях – на глубине 57-58 метров и 77 метров, то исследователи не исключают, что они имеют дело со следами сразу двух столкновений.

Источник: infox.ru

Свободный кислород присутствовал в атмосфере Земли уже 3,8 млрд лет назад - на 800 млн лет раньше, чем предполагали некоторые исследователи. К такому выводу пришла группа ученых под руководством профессора Копенгагенского университета Роберта Фрая, сообщает скандинавский научный интернет-портал sciencenordic.com.

Земля в архейский эонФрай пришел к такому выводу, проведя изотопный анализ самых старых горных пород на планете - полосчатых железнорудных формаций на западе Гренландии, возраст которых составляет 3,7 - 3,8 млрд лет. Он обнаружил, что типы встречающихся в них изотопов урана и особенно хрома свидетельствуют о том, что данные металлы уже в то время подвергались окислению, а наиболее очевидным объяснением данного факта является присутствие в атмосфере кислорода, хотя, вероятно, в очень небольших количествах.

"Откровенно говоря, я был шокирован полученными результатами, когда впервые их просматривал, - говорит Фрай. - Мы имеем дело с очень деликатной областью науки, геологических свидетельств, относящихся к тому времени немного, и большая часть научного сообщества не верит в возможность наличия свободного кислорода в ту эпоху. Мне пришлось выслушать мнения многих критически настроенных коллег, а на то, чтобы опубликовать статью, ушло больше года. Однако я провел очень тщательные расчеты, изучив целый ряд образцов, и уверен в точности результатов".

В настоящий момент Фрай изучает изотопы серы и фосфора в составе осадочных пород гренландской формации Исуа. По его словам, результаты этой работы позволят составить представление о том, какова могла быть максимальная концентрация кислорода в атмосфере на заре архея - 3,8 млрд лет тому назад, всего через 750 млн лет после образования Земли. Выводы ученого и его коллег могут существенно повлиять на представления науки о ходе эволюционных процессов, протекавших в период ранней юности планеты.

Именно в те времена, когда завершилась последняя метеоритная бомбардировка Земли и сформировалась земная кора, на планете возникла жизнь. При этом, по словам Фрая, науке до сих пор неизвестно, нуждались ли первые из бактерий в кислороде, который считается одним из главных двигателей эволюции, или нет. Его присутствие в атмосфере 3,8 млрд лет назад может быть результатом деятельности фотосинтезирующих бактерий, вырабатывавших кислород. При этом Фрай допускает, что в то время могли возникнуть уже и аэробные организмы, которые, в свою очередь, нуждались в кислороде, однако могли существовать и при его концентрации в десятки тысяч раз меньше нынешней.

"Полученные нами результаты позволяют предположить, что эволюция протекала не так, как предполагалось ранее, - утверждает исследователь. - Всем нам хочется узнать, как возникла жизнь, понять каковы корни человечества. Эти камни - максимум того, насколько далеко мы можем продвинуться вглубь истории, по крайней мере на нашей планете".

Гипотеза Фрая вызывает целый ряд вопросов у его коллег. Главным из них является то, почему на насыщение атмосферы кислородом ушло так много времени, если фотосинтезирующие организмы существовали уже в эоархее (раннем архее).

Статья Фрая и его коллег опубликована в цифровом научном журнале Scientific reports, который выпускает международная издательская компания Nature Publishing Group.

Источник: ТАСС

Геологи из университета Висконсин-Мэдисон (США), под руководством профессора Кларка Джонсона (Clark Johnson) обнаружили следы самого древнего на земле фотосинтеза. Результаты этого исследование, которое финансировалось NASA, опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters. Коротко их пересказывает сайт (e) Science News.

Открытие было сделано в результате изучения американскими учеными образцов минералов из Южной Африки, возрастом 3,23 млрд лет, предоставленных коллегами из университета Йоханнесбурга (ЮАР). Эти камни имеют слоистую структуру из кварца и оксида железа. Поскольку океан в то время был крайне беден кислородом (его содержание составляло всего 0,1% от нынешнего уровня), взяться для образования оксида он мог только в результате фотосинтеза.

Итак, уже 3,2 млрд лет назад, т. е. спустя «всего» 300 млн лет после возникновения на Земле жизни, какой-то живой организм уже занимался фотосинтезом. Кто бы это мог быть? Ученые считают наиболее вероятными кандидатами цианобактерии, занимающиеся как раз окислением различных элементов.

Поскольку образцы минералов взяты только из одной локации, ученые не могут доказать, что фотосинтез к тому времени уже был широко распространен. Но что он распространялся, сомнений не вызывает. «Существовал эволюционный прессинг в сторону развития кислородного фотосинтеза, — сказал профессор Джонсон. — Как только организмы вырабатывают у себя необходимую для этого машинерию, они подключаются к неисчерпаемому источнику энергии. Для жизни им становится достаточно солнца, воды и углекислого газа».

Таким образом, можно сделать вывод, что фотосинтез развивался задолго до «Великого окисления», которое насытило океаны и атмосферы Земли кислородом примерно 2,4-2,2 млрд лет назад.

Источник: Научная Россия

Первые молекулы белков и примитивные живые организмы могли появиться не в водах первичного океана Земли, а в пересыхающих лужах на суше, где были все условия для их формирования, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie.

Горячий источник в представлении художника, в котором 3,6-3,7 млрд лет назад могла зародится первая белковая РНК жизнь.В последние годы все большее количество эволюционистов-биологов приходит к мысли о том, что жизнь могла зародиться не в океанах Земли, а на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов. В пользу этого говорит то, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в "супе" первичного океана.

Николас Хад (Nicholas Hud) из Технологического института Джорджии в Атланте (США) и его коллеги нашли еще один серьезный аргумент в пользу "сухопутного" происхождения жизни, обнаружив простейший природный биореактор, способный производить сложные белковые молекулы – самую обычную пересыхающую лужу.

Как объясняют ученые, аминокислоты крайне неохотно соединяются друг с другом в "правильном" порядке, и на сегодняшний день эволюционистам удавалось получать простейшие молекулы белков только в условиях очень высоких температур и давлений, не совместимых с зарождением жизни.

Хад и его коллеги нашли альтернативный и более приемлемый с точки зрения эволюции жизни вариант осуществления этих реакций, наблюдая за тем, что происходило в сохнущих на солнце капельках воды, насыщенных аминокислотами и другими "кирпичиками" жизни.

Оказалось, что уже через три цикла высыхания и повторного формирования подобной микро-лужи в ней начинали появляться примитивные цепочки из двух или трех аминокислот. Через 20 подобных циклов в "супе" аминокислот начали появляться цепочки из почти двух десятков звеньев, которые уже в принципе могут претендовать на некую биологическую функцию в организме.

Вполне возможно, что первые белки на Земле появились похожим образом, и через несколько сотен лет химической эволюции в подобных лужах могли появиться первые ферменты, способные копировать себя и собирать другие молекулы из аминокислот и нуклеотидов, "кирпичиков" ДНК. Это позволило жизни перейти от фазы РНК-мира к тому виду, в котором она существует сегодня, заключают ученые

Исочник: РИА Новости

Международная группа геологов обнаружила в древнейших породах Земли возможные намеки на то, что жизнь на нашей планете уже существовала 3,2 миллиарда лет назад и присутствовала в достаточно большом количестве для того, чтобы повлиять на состав минералов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Геологи нашли возможные следы жизни на Земле возрастом в 3,2 млрд лет"Это первое однозначное свидетельство того, что жизнь существовала в далекой древности, что отодвигает время ее появления на миллиард лет в прошлое.  Наша работа показала, что на ранней Земле не было никакого "азотного кризиса", как мы считали ранее, и что она могла поддерживать достаточно большую и разнообразную биосферу", — заявил Роджер Бьюик (Roger Buick) из университета Вашингтоне в Сиэтле (США).

Ученые-эволюционисты достаточно долго считали, что жизнь в современном виде распространилась по планете примерно два миллиарда лет назад, когда появились бактерии, способные захватывать атмосферный азот и превращать его в органические соединения.

До этого единственным источником "съедобных" азотных соединений выступали разряды молний, фиксировавшие относительно небольшие объемы азота из-за отсутствия кислорода в атмосфере юной Земли. Поэтому ученые часто называют эту эпоху "азотным кризисом", так как свободный "съедобный" азот практически отсутствовал в воде и на суше.

Бьюик и его коллеги обнаружили, что масштабы этого кризиса заметно преувеличивались, изучив химический состав нескольких десятков образцов осадочных пород, сформировавшихся 3,2-2,75 миллиарда лет назад под водой на территории будущей Австралии и Южной Африки. Эти минералы сформировались вдалеке от вулканов, у кромки суши, до появления кислорода в атмосфере Земли, что превратило их, в выражениях ученых, в своеобразную геологическую летопись.

Химический и минеральный анализ этих показал, что жизнь начала фиксировать азот уже 3,2 миллиарда лет назад. Это проявлялось в том, что соотношение атомов "тяжелых" изотопов азота и его обычной разновидности было примерно таким же, как и в современных морях и океанах, главным поставщиком азота в которых являются бактерии.

У этого открытия, помимо сдвига времени расцвета жизни на миллиард лет в прошлое, есть и два других интересных следствия. Во-первых, существование фиксирующих азот бактерий 3,2 миллиарда лет назад означает, что жизнь на Земле успела "изобрести" сразу два разных способа для фиксации азота — современный, появившийся 1,5-2,2 миллиарда лет назад, и древний, возникший гораздо раньше.

Судя по присутствию молибдена в древних породах, чьи атомы современные бактерии используют для расщепления азота, этот азотофиксирующий фермент был похож по принципу своего действия на современные белки, которые помогают бактериям "съедать" атмосферный азот. Другой вопрос заключается в том, откуда древние микробы могли взять молибден, если большая часть его попала в мировой океан после появления кислорода в атмосфере.

Отсюда следует второй интересный выводу авторов статьи — источником молибдена для таких бактерий могла служить суша, прибрежные районы, периодически омываемые водами первичного океана планеты.

"Мы никогда не найдем прямых свидетельств и окаменелых "одеял" из микробов, но наше открытие может быть косвенным намеком на то, что на суше в то время могла существовать жизнь. Вполне может быть, что микробы "выползли" на сушу и жили в виде слоя слизи на поверхности камней на суше 3,2 миллиарда лет или даже раньше", — заключает Бьюик.

Источник: РИА Новости 

Регион бассейна реки Амур имеет древнюю геологическую историю. Так около 3-3,4 млрд лет назад во времена архейского периода из недр нашей планеты в результате тектонической активности начал подниматься "современный" регион Амурской области. Самый древний его участок расположен на севере и северо-западе Станового хребта являющегося частью Алданского щита Сибирской платформы.

Земля кембрийского периода (514 млн лет назад)В течении почти-что 1,5 млрд лет  в Забайкалье господствовал морской режим. Начиная с позднего протерозоя (1,6 млрд. лет) и вплоть до юрского периода (145 млн лет) эти места с перерывами покрывали различные  моря и океаны. Последние юрские моря располагались в междуречье рек Онон-Шилка и Аргунь, впоследствии, начиная с конца раннего юрского периода (188 млн. лет) и вплоть до его окончания, они отступили на восток – к стрелке слияния Шилки и Аргуня уступая место царствам рек, озер, болот и лесов. 

Временами на территории бассейна Амура наблюдалась повышенная вулканическая активность с сильными извержениями вулканов.  Так, например, наиболее крупные проявления вулканизма происходили в палеозойскую эру (в периодах 438-408 и 300-286 млн. лет) и в юрско-меловое время 180-100 млн. лет.

1. О реке 

2. Некоторые характеристики Амура

3. Палеонтология Амура

4. Рыбы Амура

5. Экспедиция "Амур 2012"

6. Фотогалерея "Амур"

7. Фильм про Амур

Источник: Бассейн реки Амур в Забайкалье

Амурский палеонтологический музей

амурские сезоны

Нового претендента на звание самого древнего живого существа на Земле открыли палеонтологи на западе Австралии, в местности под названием Пилбара. Речь идет даже не об одном существе, а о целом бактериальном сообществе, жившем 3,5 млрд лет назад в Западной Австралии.

Примерно в таких условиях формировались бактериальные маты Пилбары Все, что осталось от одного из первых в истории нашей планеты экспериментов с живыми существами, представляет собой крошечный обломок бактериального мата восьми миллиметров в толщину. Хотя эти микроорганизмы имеют все основания претендовать на роль предков современного человека, вряд ли нам понравилось бы находиться рядом с ними.

Дело в том, что древнейшие бактерии, напоминающие нормально чувствующих и сегодня пурпурных или зеленых водорослей, при жизни издавали сильнейший запах тухлых яиц. Как рассказал принимавший участие в их изучении минералог института Карнеги в Вашингтоне Роберт Хазен, создавшие мат бактерии преобразовывали энергию солнечного света, но вместо кислорода у них получалась "ужасно вонючая" сера. И они ровно на 300 млн лет старше предыдущих кандидатов на роль первых обитателей Земли.

Если бы мы прошлись по австралийским пляжам 3,5-миллиардной давности, то увидели бы на них слизистые сгустки коричневого и фиолетового цветов. А удушливый аромат сероводорода подсказал бы нам, что дела у этих бактерий идут просто замечательно. "В общем, это было не то место, куда хочется съездить в отпуск", – констатировал ученый.

По мнению исследователей, найденные ими упорядоченные структуры осадочных пород – бактериальные маты – возникли в результате взаимодействия колоний примитивных организмов с прибрежными отложениями. "Эти структуры дают нам четкий сигнал о том, что необходимые условия в этих местах действительно существовали, и бактерии, формирующие биопленки, могли это проделать", – отметила, в свою очередь, профессор Нора Ноффке из Old Dominion University, которая и нашла эту окаменелость.

Стоить отметить, что подобные объекты, именующиеся MISS (от английского microbially induced sedimentary structures – микробиологически индуцированные осадочные структуры), ищут, в частности, на Марсе американские самоходные лаборатории. Поэтому уточнение деталей древнейшего прошлого жизни в Австралии может способствовать и первому открытию инопланетных существ, где условия для их сохранения еще лучше, чем на Земле, пишет The Daily Mail.

Источник: PaleoNews

Можно ли назвать планету Земля родиной земной жизни? Палеонтолог Санкар Чаттерджи из Техасского технологического университета (США) стоит на том, что зародыши жизни упали с неба и проросли уже здесь — в горниле первобытной преисподней. 

Благодаря непрестанной бомбардировке земной поверхности кометами и метеоритами 4 млрд лет назад, в эпоху начального формирования планеты, возникавшие после столкновений крупные кратеры не только содержали воду и основные химические стройматериалы для жизни, но и служили прекрасными тиглями, в которых эти вещества концентрировались и подготавливались к созданию первых простейших организмов.

Г-н Чаттерджи известен прежде всего как специалист по динозаврам и птерозаврам, но, как только что выяснилось, в действительности его больше всего интересует анализ и синтез теорий химической эволюции, объясняющих геологические процессы на заре существования Земли. «Это Святой Грааль науки, к которому мы все стремимся», — поясняет он. 

Разыскивая останки древних существ, палеонтолог мимоходом открыл кратер Шива на дне Индийского океана к западу от города Мумбаи. Если данная структура действительно имеет ударное происхождение (а это ещё не доказано), то её создал метеорит диаметром около 40 км, упавший, что самое интересное, почти одновременно (с геологической точки зрения) с тем, который сформировал кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике. Возможно, тот своего рода метеоритный дождь и стал одной из главных причин вымирания динозавров и многих других животных примерно 65 млн лет назад. 

Случайность это или нет, но метеориты стали главными героями и новой концепции учёного, как будто он чувствовал себя обязанным доказать, что небесные гости не только отбирают жизнь, но и дарят её. Изучив три локации, в которых найдены старейшие окаменелости, известные науке, он пришёл к выводу, что именно метеориты и кометы занесли на Землю все необходимые ингредиенты, а также создали подходящие условия для возникновения жизни. В общем, первые одноклеточные организмы появились на свет в гидротермальных бассейнах. 

«Четыре с половиной миллиарда лет назад только что сформировавшаяся Земля была стерильной и непригодной для жизни, — поясняет г-н Чаттерджи. — Она представляла собой бурлящий котёл: извергались вулканы, шли метеоритные дожди, поверхность окутывали горячие ядовитые газы. Всего миллиард лет спустя это уже была безмятежная, покрытая водой планета, кишевшая микробами — предками всех живых существ». 

Дискуссия о происхождении жизни традиционно вращается вокруг химической эволюции клеток из органических молекул путём естественных процессов. Г-н Чаттерджи выделяет четыре стадии усложнения этих процессов: космическую, геологическую, химическую и биологическую. 

На космическом этапе (4,1–3,8 млрд лет назад) ещё не сформировавшаяся окончательно Земля и вся Солнечная система вместе с ней ежедневно обрабатывались астероидами и кометами. Тектоника плит, ветер и вода давно стёрли следы того бурного времени, но древние кратеры, сохранившиеся на поверхности Марса, Венеры, Меркурия и Луны, позволяют судить о том, насколько тяжёлой была та бомбардировка. 

Идеальными тиглями, по мысли г-на Чаттерджи, стали кратеры диаметром около 550 км. Образовавшие их метеориты были настолько велики, что должны были пробивать земную кору, создавая тем самым вулканы и геотермальные жерла. Занесённые ими вещества концентрировались и полимеризовывались в этих условиях. 

Учёный уверен, что те места в Гренландии, Австралии и Южной Африке, где были найдены древнейшие породы, содержащие окаменелости, являются остатками таких кратеров — глубоких, тёмных и горячих. 

Поскольку Земле повезло оказаться на идеальном расстоянии от Солнца, разбивавшиеся тут кометы становились источником воды и дополнительных ингредиентов. И вот мы переходим к геологической стадии: кратеры наполнились водой, геотермальная активность нагрела её, возникла конвекция — вода непрестанно двигалась, перемешивалась, превращаясь в добротный первобытный бульон. 

«Геологический этап — это период очень тёмных, горячих и изолированных сред с гидротермальными системами, которые послужили инкубаторами жизни, — выделяет главное г-н Чаттерджи. — Происходила сегрегация и концентрация органических молекул конвективными потоками. Нечто подобное мы наблюдаем сейчас на дне океанов, но только подобное. То был причудливый мир, нам он показался бы вонючей преисподней, окутанной сероводородом, метаном, монооксидом азота и паром, но именно там была энергия, поддерживавшая жизнь». 

Затем началась химическая стадия. Тепло, взбалтывавшее воду внутри кратеров, смешало химические вещества и вызвало трансформацию простых соединений в более крупные и сложные. 

Скорее всего, поры и трещины бассейнов сыграли роль «лесов», на которых собирались самые простые РНК и белки. Вопреки широко распространённой гипотезе о том, что сначала появилась РНК, а потом уже белки, г-н Чаттерджи считает, что они возникли одновременно — там, где были защищены от внешних воздействий. «Мир, в котором сосуществуют РНК и белки, больше подходит для сред с гидротермальными жерлами, чем РНК-мир, — оправдывается учёный. — Молекулы РНК весьма неустойчивы. В условиях геотермальной активности они должны быстро распадаться. Чтобы они смогли спокойно воспроизводиться и метаболизировать, нужны определённые катализаторы, и простые белки прекрасно подходят на эту роль. И потом, аминокислотам, из которых состоят белки, образоваться проще, чем компонентам РНК». 

Остаётся вопрос о том, каким образом белковый и РНК-материал, свободно плававший в том бульоне, придумал защищаться от внешних воздействий с помощью мембран. Г-н Чаттерджи доверяется тут гипотезе Дэвида Дримера из Калифорнийского университета (США), который считает, что мембранный материал уже присутствовал в «супе». Этому учёному удалось выделить везикулы жирных кислот из Мёрчизонского метеорита, который упал в 1969 году в Австралии. Пузырьки космического жира и впрямь похожи на клеточные мембраны. 

«Метеориты — вот что принесло липиды на Землю, — убеждён г-н Чаттерджи. — Этот материал плавал на поверхности воды, а конвекционные течения время от времени уносили его на глубину. Этот процесс продолжался миллионы лет, и в конце концов простые РНК и белки оказались заключены вместе внутри этих капсул. Они начали взаимодействовать, и со временем РНК породила ДНК — более устойчивое соединение. Появился генетический код, и первые клетки принялись делиться». 

Финальная стадия — биологическая — подразумевает возникновение воспроизводящихся клеток, которые научились хранить, обрабатывать и передавать генетическую информацию потомкам. Последние образовывали самые фантастические комбинации генов, и бесчисленное количество клеток кончило ничем, пока не был нащупан верный путь репликации. 

Так возникла эволюция в дарвиновском её понимании, а вместе с ней биология — кульминация космических, геологических и химических процессов. 

Г-н Чаттерджи считает, что современные РНК-вирусы и богатые белками прионы, вызывающие смертельные заболевания, могут оказаться эволюционным наследием примитивных РНК и белков. Возможно, они — древнейшие клеточные частицы, предшествовавшие первой клеточной жизни. Как только появилась эта последняя, РНК-вирусы и прионы устарели, но выжили, сделав ставку на паразитический образ жизни.

Разумеется, учёный прекрасно понимает, что любая подобная теория, сколь бы логичной она ни казалась, нуждается в экспериментальном подтверждении, и он готов принять участие в проведении опытов по воссозданию древнего добиологического мира, дабы подтвердить или опровергнуть свои измышления. Надо лишь попытаться создать протоклетку из РНК-вирусов и прионов, заключённых в мембраны... 

Результаты исследования представлены на 125-й ежегодной конференции Геологического общества Америки в Денвере.

 Более подробно с современными представлениями о происхождении жизни Вы можете ознакомиться у нас в классфикаци живых организмов.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

В последнем номере журнала Science была опубликована статья о развитии жизни на нашей планете во времена молодого Солнца.

Земля во времена архейского эонаУченые из CRPG-CNRS University of Lorraine и университета Манчестера опровергли одну из теорий объясняющих теплый климат в те времена на нашей планете.

Не смотря на то, что вследствие слабого молодого Солнца температура на Земле в архее должна была быть гораздо ниже чем сегодня, что могло создавать фактически не возможные условия для развития жизни на нашей планете, у нас есть все подтверждения того, что Жизнь в течение всего этого времени от 3,8 до 2,4 млрд. лет назад успешно эволюционировала.

“Во времена архея, на поверхность Земли приходилось на 20-25% меньше солнечной энергии чем сейчас” рассказывает один их авторов исследования доктор Рей Берджесс, из Манчестерской школы Земли, атмосферы и Экологических наук. “Если выбросы парниковых газов в те времена были на современном уровне, то Земля должна была быть оледеневшей, чему противоречат полученные геологические данные, свидетельствующие о том, что никаких глобальных оледенений до конца архея не было и что на планете была широко распространена жидкая вода”.

Одно из объяснений данной загадки заключается в том, что уровень парниковых газов - один из регуляторов климата Земли - были значительно выше в архее, чем сегодня.

"Для противодействия эффекту слабого Солнца, концентрации диоксида углерода в атмосфере Земли должны были быть в 1000 раз выше, чем сейчас", - сказал ведущий автор профессор Бернард Марти, из CRPG-CNRS университета Лотарингии. "Тем не менее, древние ископаемые почвы - лучшие показатели концентрации древнего уровня углекислого газа в атмосфере показывают, что его концентрация в архее была гораздо меньше чем следовало бы ожидать. В атмосфере так же присутствовали и другие парниковые газы, в частности, аммиак и метан, но эти газы являются хрупкими и легко разрушаются от ультрафиолетовой солнечной радиации, поэтому вряд ли оказывали какое-то влияние."

Другая проверяемая ими теория объясняет парниковый эффект большим содержанием в атмосфере азота, усиливавшего парниковый эффект от углекислого газа и позволившего в результате этого Земле оставаться свободной ото льда.

Ученые проанализировали образцы крошечных пузырьков воздуха в капельках воды с кварца Северной Австралии, из очень старых и исключительно хорошо сохранившихся пород.

"Мы измерили количество изотопов азота и аргона в древнем воздуха", сказал профессор Марти. "Аргон благородный газ, который, будучи химически инертными, является идеальным элементом для мониторинга атмосферных изменений. Использовав измерения азота и аргона, мы смогли реконструировать количество и изотопный состава азота, растворенного в воде, что позволило реконструировать атмосферу, которая когда-то была в равновесии с водой. "

Исследователи обнаружили, что парциальное давление азота в архейской атмосфере было примерно такое же, а возможно, даже немного ниже, чем в настоящее время, что исключает влияние азота в качестве одного из главных претендентов на решение головоломки раннего климата Земли.

Д-р Берджесс добавил: "количество азота в атмосфере было слишком низким для повышения парникового эффекта углекислого газа и недостаточным, чтобы это привело к нагреву планеты. По нашим расчетам содержание углекислого газа должно было быть выше, чем считалось ранее, что приводит в противоречие с их оценками основанными на ископаемых почвах показывающих, что содержание парникового газа было не достаточно высоким чтобы объяснить парадокс молодого Солнца.

Читайте так же о моделировании климата Земли в неоархеи 2,8 млрд лет назад и как могли водород и азот повлиять на повышение температуры Земли.

Источник: Phys.org

Геологи установили, что кислород присутствовал в атмосфере Землю большую часть ее истории. Следовательно, первые фотосинтезирующие организмы возникли гораздо раньше, чем принято считать.

Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет назад Об этом говорится в статье датских исследователей из Копенгагенского университета, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature.

Считается, что почти половину своей 4,5-миллиардной истории Земля провела без кислородной атмосферы. Впервые в ощутимых количествах кислород появился на нашей планете во время так называемой кислородной революции около 2,3 миллиардов лет назад - его стали выделять фотосинтезирующие бактерии. Об увеличении концентрации кислорода говорят окисленные породы, в тот период впервые появляющиеся в геологической летописи.

Однако авторы статьи выяснили, что кислород стал поступать в атмосферу на 700 миллионов лет раньше. Об этом свидетельствует анализ образцов палеопочвы возрастом 3 миллиарда лет, собранных в Южной Африке. Ученые обнаружили, что в палеопочве наблюдается пониженное содержание изотопа хрома-53. Это говорит об активных процессах окисления, при которых хром с валентностью III переходил в хром с валентностью IV.

Дело в том, что хром-53 накапливается преимущественно в окисленной форме, а затем соединения хрома IV вымываются, что понижает общее содержание изотопа. Исходя из особенностей этого процесса, геологи вычислили, что 3 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере составляла 3 на 10 в минус 4-ой степени от нынешнего уровня. Почти наверняка он имел биогенное происхождение, поскольку за счет чисто абиотических процессов так много O₂ образоваться не может.

«Наше исследование доказывает, что аэробные формы жизни и фотосинтез, при котором выделяется кислород, появились очень рано», -- пояснил Шон Кроув, один из авторов работы.

Источник: infox.ru