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.
01-10-2014 Просмотров:10594 Экспедиции 
Антоненко Андрей
В этот раз наша экспедиция проходила по одной из крупнейших рек нашей страны - Амуру. Для нашего "Пегаса" это был второй поход. Свое путешествие мы начали с окраин Комсомольска-на-Амуре, куда был...
12-10-2015 Просмотров:7308 Новости Генетики Антоненко Андрей
Ученые из университетов Юты и Аризоны (США), под руководством онколога-педиатра Джошуа Шиффмана (Joshua Schiffman) и эволюционного биолога Карло Мейли (Carlo Maley), разобрались, почему слоны так редко болеют раком. Оказывается, дело...
08-10-2011 Просмотров:12406 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Французские ученые нашли в реке Роне стаи огромных европейских сомов, состоящие от 15 до 44 особей. По их словам, такое явление удалось наблюдать впервые. Европейский сомНеобычное поведение обыкновенного или европейского сома...
06-07-2017 Просмотров:5023 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи нашли на острове Мадагаскар останки потенциально древнейшего гигантского крокодила Земли длиной в семь-десять метров и массой в тонну, который обитал на суше и мог соперничать по размеру зубов и силе укуса с тираннозаврами, говорится в статье, опубликованной в журнале PeerJ. Razanandrongobe...
Американский суслик — зверь в некотором роде уникальный: во время зимней спячки температура его тела может опускаться до –4 ˚C, что является рекордом среди млекопитающих, засыпающих на зиму. Причём исследователи…
Царство: Животные Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. 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 девонского…
Учеными найден один из самых первых хищных динозавров обитавший в триасовом периоде 230 млн. лет назад. Eodromaeus ("бегун рассвета") живший 230 млн. лет назад был обнаружен в старых скалах предгорья…
Спелеологи помогли зоологам изучить ногохвосток, обитающих в пещерах Маэстразго в Иберийских горах. Пещерный образ жизни спасает этих существ от сурового климата высокогорья. pygmarrhopalites maestrazgoensis, новый вид ногохвосток, описанный испанскими ученымиРезультаты исследования,…
Что такое природоохранные зоны? К природоохранным зонам (особо охраняемым природным территориям - ООПТ) относятся территории требующие особой охраны в следствие своих природных, научных, рекреационных, культурных и других особенностей. Сейчас в мире существует около…
Хотя осьминоги и считаются одними из самых умных животных, учёные всё равно до сих пор не могут взять в толк, как эти моллюски ухитряются управляться аж с восемью конечностями. Всё-таки…
Найденные на раскопках в Канаде зубы галлюцигении, причудливого потенциального предка всех линяющих беспозвоночных, к числу которых принадлежат членистоногие и черви, помогли палеонтологам понять, как выглядела ее голова и рот, и опубликовать полученные изображения в журнале Nature. Галлюцигения в представлении художника"До…
Слоны, обитающие в лесах и саваннах Чёрного континента, внешне отличаются довольно сильно. Однако долгие годы зоологи относили их к одному виду. Новое генетическое исследование показало, что животные разнятся между собой…
Понятие дружбы знакомо по меньшей мере пяти разновидностям животных. Длинноухие ночницы (фото dietmarnill) Предыдущие исследования установили, что слоны, дельфины, некоторые хищники и приматы (например, шимпанзе), по всей видимости, стремятся завести связи…
Вверх