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.
22-12-2021 Просмотров:1952 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Ученые из Китая, Великобритании и Канады опубликовали описание яйца динозавра-теропода возраста 72-66 миллионов лет с прекрасно сохранившимся скелетом эмбриона внутри. Находку сделали на юге Китая. Больше всего ученых заинтересовала поза зародыша — точно такая же,...
13-06-2013 Просмотров:11028 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Уникальной палеонтологической находкой поделились специалисты Хакасского заповедника: в одном из районов республики они обнаружили выход на поверхность пород с отпечатками лепидодендронов – растений, покрывавших планету в девонский и каменноугольный периоды...
07-10-2015 Просмотров:7506 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Изучение останков древних жирафов помогло палеонтологам выяснить, что шея этих необычных млекопитающих начала изначально удлиняться со стороны их головы, и лишь потом ее позвонки начали расти в длину со стороны туловища, говорится в статье, опубликованной...
27-01-2020 Просмотров:3072 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые с помощью современных молекулярных методов нашли следы древнейших грибов в породах неопротерозойского возраста (715−810 миллионов лет). Это на 250 миллионов лет старше любых других известных окаменелостей грибов. Описание приведено...
30-09-2015 Просмотров:7262 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Американский ученый обнаружил блоху в куске янтаря возрастом около 20 миллионов лет. На ее ротовых частях удалось разглядеть бактерий, внешне напоминающих чумную палочку. Об этом говорится в статье Джорджа Пойнара из...
В антарктических водах у берегов острова Южная Георгия обитает видов больше, чем у Галапагосских островов. «Перепись» подводных обитателей проводили британские ученые. Правда, это природное богатство уязвимо и может очень быстро…
Биологи выяснили, что образование новых видов может происходить прямо на наших глазах. Об этом свидетельствует пример дьявольских карпозубиков - данный вид рыб, обитающий в Долине смерти, мог образоваться всего несколько…
Китайские палеонтологи сообщили о находке сразу двух скелетов, принадлежавших самым древним птицам в истории. Они жили на территории современной провинции Хэбэй в начале мелового периода, 130 млн лет назад, и…
Хотя мы и представляем себе в общих чертах, как работают чувствительные нейроны, многое в этой области остаётся неясным. Известно, что за разные раздражители отвечают особые специализированные клетки, но как именно…
Уникальная пустыня Намиб, расположившаяся прямо на берегу Атлантического океана, сформировалась благодаря пескам реки Оранжевая. Она так и росла с юга на север вдоль побережья. Пустыню Намиб породили река и течение…
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…
Уходящий год принес множество открытий в зоологии. Пчела "с собачьей мордой", лягушка-тапир, волшебный губан и ряд других удивительных существ раньше на глаза человеку не попадались. О самых интересных животных, обнаруженных…
Дедлайн, маленький ребёнок, ночь в клубе — бывают причины, по которым люди не высыпаются. И небольшая группа исследователей решила найти способ выжать максимум из небольшого количества сна, но с помощью…
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…
Вверх