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.
18-07-2013 Просмотров:11778 Слизвеые плесени 
Антоненко Андрей
Подцарство: Слизевые плесени Оглавление 1. Общие сведения о слизевых плесенях 2. Систематика слизевых плесеней 3. Среда обитания слизевых плесеней 4. Происхождение слизевых плесеней 1. Общие сведения о слизевых плесенях Слизевые плесени(рис.1) — гетерогенная группа эукариотических живых организмов состоящая из представителей двух отделов...
23-01-2014 Просмотров:9666 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Знаменитые палеозойские членистоногие – трилобиты – обычно считаются типичными обитателями морского дна. Среди них известно несколько плававших форм, но в массе своей эти животные входили в состав бентосных сообществ. Однако...
23-12-2014 Просмотров:8180 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые поймали в индонезийских лесах рекордное количество новых видов жуков-долгоносиков. Многим из них грозит вымирание в ближайшие десятилетия. Энтомологи описали за раз почти сто новых видов жуковСтатья с описанием новых видов...
17-10-2012 Просмотров:15376 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Американские микробиологи выяснили, что бактерии могут использовать биологическое оружие против своих сородичей. Некоторые из них содержат в своем геноме ДНК бактериофагов - вирусов, убивающих микроорганизмы. Когда такие "камикадзе" считают, что...
27-04-2018 Просмотров:2968 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Китайские ученые обнаружили крупного комара, размах крыльев которого достигает 11,15 сантиметров. Утверждается, что данный экземпляр является крупнейшим в мире среди этого вида насекомых, сообщает в четверг газета South China Morning Post Комар...
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…
Ученые выяснили, что главной движущей силой эволюции растительноядных динозавров зауропод была шея. Вслед за ее удлинением изменялись и остальные органы тела. Об этом говорится в статье британских ученых из Ливерпульского университета, опубликованной в…
У российских полярников, которые занимаются бурением подледного озера Восток в Антарктиде вот уже около 20 лет, появились конкуренты. Британские специалисты планируют в следующем году достигнуть воды подледного озера Элсуорта за…
Результаты обширного исследования, основанного на изучении почвенной ДНК, показали, что причиной вымирания шерстистых мамонтов в Сибири были не люди, а изменение климата. Статья опубликована в журнале Nature. Животное и его предки жили на…
Высокий уровень глюкозы, пища с большим содержанием солей и склонность к жировым отложениям — всё вместе звучит как приговор: такому человеку грозит букет опаснейших болезней, от атеросклероза до диабета. А…
Палеонтологи нашли в Китае отпечатки хищного насекомого, мимикрировавшего под листья гинкго, о чем свидетельствует текстура и форма его крыльев. Возраст насекомого составляет 165 миллионов лет. Описание находки, сделанной китайскими палеонтологами из…
Урочище: 1. То, что служит естественной границей, природной межой (например: овраг, гора). Обыкновенно границы обозначаются урочищами, например, вот так: «От устья речки Конлыелга до сухой березы на волчьей тропе». С. Аксаков, Семейная хроника. [Мы]…
80 миллионов лет назад на юго-востоке современной Бразилии обитало множество разнообразных крокодилов. Некоторые из них так вошли в роль сухопутных хищников, что начали всерьез конкурировать с динозаврами-тероподами. Одного из таких…
Геофизики из Кембриджского университета представили экспериментальные свидетельства того, что скорость вращения внутреннего ядра Земли переоценивалась. Обложка того самого номера Nature Твёрдое внутреннее ядро, граница которого находится на глубине около 5 200…
Вверх