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.
19-12-2012 Просмотров:18316 Классификация живых организмов 
Антоненко Андрей
Последний всеобщий предок (также переводится как «Последний универсальный предок») (англ. last universal ancestor, LUA), иначе Последний универсальный общий предок (англ. last universal common ancestor, LUCA) — ближайший общий предок всех...
12-06-2013 Просмотров:11953 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Перспектива клонирования мамонта и возвращения к жизни целой популяции этих животных становится все ближе. Как заявил профессор эволюционной генетики канадского университета Макмастера Хендрик Пойнар, речь идет о каких-то 30-50 годах,...
08-11-2017 Просмотров:2658 Новости Микологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, как паразитическим грибам удается манипулировать поведением муравьев. Оказалось, грибы строят в теле муравья трехмерную сеть из гифов (грибных нитей), но при этом оставляют его мозг нетронутым. Мышечное волокно муравья,...
04-02-2016 Просмотров:6820 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи неожиданно обнаружили в Китае великолепно сохранившиеся останки неожиданно "современной" бабочки юрского периода, чьи крылья были украшены своеобразными "глазами", говорится в статье, опубликованной в журнале Royal Society Proceedings B. "Наше открытие показывает, что две группы...
15-07-2013 Просмотров:30503 Протисты, простейшие (Protista) Антоненко Андрей
Подцарство: Протисты, простейшие Оглавление 1. Введение 2. Среда обитания 3. Строение простейших 4. Передвижение простейших 5. Питание и обмен веществ у простейших 6. Раздрожимость 7. Ядра простейших и их размножение 8. Роль простейших в природе 5. Питание и обмен веществ у простейших По способам и характеру питания, по типу обмена...
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…
Обезьяны, как и люди, любят наблюдать за драками между соплеменниками. Хотя разнять дерущихся свидетели не пытаются, после драки они как будто хотят утешить побеждённого. Зоологи часто наблюдали, как проигравшая обезьяна…
Пыжьян, или сибирский сиг, распространен по всему Енисею от верховьев до залива включительно. Пыжьян - Coregonus lavaretus pidschianВ пределах области распространения отмечается существование полупроходной и речной форм пыжьяна, которые имеют четко…
Ученые доказали, что у некоторых видов динозавров имелись няньки, присматривавшие за потомством. В их роли выступали неполовозрелые особи. Захоронение пситтакозавровОб этом говорится в статье американских ученых из Университета штата Пенсильвания, опубликованной в журнале…
Ученые подвели итоги эксперимента на Международной космической станции (МКС), в котором участвовали муравьи. Выяснилось, что невесомость ухудшает способность этих насекомых к освоению нового пространства, но не подавляет ее полностью. Дерновые муравьиРезультаты исследования, проведенного…
Учёных из Технологического института Джорджии (США) не упрекнёшь в том, что они занимаются скучными вещами! Три года назад они выступили с фундаментальным исследованием того, как животные отряхиваются от воды, а сейчас Патрисия Янг…
Вращение твердого внутреннего ядра Земли недавно замедлилось практически полностью и может измениться на противоположное. К такому выводу пришли ученые Пекинского университета. С чем это связано и какие последствия ждут планету…
Ученые впервые создали трехмерную реконструкцию внутреннего устройства гигантского мимивируса. Аналогичная методика позволит работать также с вирусами, вызывающими герпес и СПИД. Строение мимивирусаОб этом говорится в статье шведских специалистов из Университета Упсалы,…
Лемуры — самые уязвимые млекопитающие на Земле, утверждают специалисты Международного союза охраны природы (МСОП). На минувшей неделе МСОП организовал конференцию на Мадагаскаре, чтобы обсудить судьбу 103 видов лемуров. Мадагаскар может похвастаться…
Вверх