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.
20-03-2013 Просмотров:12891 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Гигантские кальмары рода Architeuthis распространены в умеренных и субтропических водах Атлантического, Тихого, Индийского океанов — то есть не будет большим преувеличением сказать, что эти огромные головоногие живут по всему миру....
15-05-2013 Просмотров:10598 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Новый вид рептилий эпохи динозавров заставит переписать книги по эволюции так называемых морских чудовищ, утверждает новое исследование. Malawania anachronus (реконструкция Fischer et al.).Новооткрытый (и потенциально спорный) Malawania anachronus был трёхметровым ихтиозавром...
16-01-2013 Просмотров:13569 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Усоногие ракообразные морские уточки обладают, наверное, самым длинным половым органом в животном мире: их пенис может в восемь раз превышать длину тела. Считается, что столь большое «достоинство» они получили...
10-10-2016 Просмотров:5963 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеоэнтомологи обнаружили в янтаре из Бирмы возрастом около 100 млн лет необычное насекомое, относящееся к паразитическим осам. Из-за жизни под корой оно потеряло способность к полету, но зато научилось прыгать. Aptenoperissus...
18-02-2013 Просмотров:12083 Новости Генетики Антоненко Андрей
Мы привыкли считать суточные ритмы чем-то постоянным, незыблемым. Биологическим часам нужно подчиняться — либо будет очень плохо. Однако любой организм существует в изменчивой среде: сегодня холодно, завтра тепло, в этом...
Сибирский подкаменщик широко распространен в водоемах края. Встречается по всему Енисею и его притоках (Абакан, Туба, Сисим, Кан, Ангара, Подкаменная и Нижняя Тунгуски, Турухан, Танама и другие). Северная граница его…
Исследователи из Университета Малаги в Театиносе (Испания) во главе с Паулем Палмквистом представили первую попытку реконструкции образа жизни гигантской гиены Pachycrocuta brevirostris, вымершей около 800 тыс. лет назад. Гигантская гиена. Попытка…
Журнал BBC Wildlife подвёл итоги ежегодного конкурса среди автоматических фотоаппаратов-ловушек, с помощью которых учёные следят за жизнью дикой природы. В отличие от людей, эти устройства не просят пить-есть, не спят,…
Ученые Алтайского госуниверситета (АлтГУ) установили, что возраст Телецкого озера в Республике Алтай составляет 37,5 тыс. лет. Оно оказалось на 1,5 тыс. лет старше, чем считалось ранее. Телецкое озероОб этом сообщил ТАСС декан…
На юге Китая ученые нашли уникальные ископаемые возрастом примерно 600 млн. лет. Похоже, это первые макроскопические организмы на нашей планете. Большинство напоминает современные бурые водоросли, но некоторые похожи на червей. Ископаемое…
Ученые выяснили, что пауки, несмотря на отсутствие ушей, способны услышать нас с другого конца комнаты. В этом им помогают специальные сенсорные волоски. Результаты исследования, проведенного американскими биологами из Корнельского университета, опубликованы…
Некоторые вулканы в буквальном смысле взрываются и теряют часть своей вершины во время извержений из-за формирования микроскопических наночастиц оксида железа в их магме, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Извержение вулканов"Результаты последних наблюдений за вулканами, а также эксперименты…
Специалисты из Национального центра научных исследований (Франция) утверждают, что в коме мозг человека претерпевает заметные нейрофизиологические изменения, и характер последних может многое рассказать о феномене сознания. Вообще, состояние мозга во…
Исследователи постоянно пытаются заставить бактерии производить какие-нибудь вещества, от белков до топливных углеводородов, и самая типичная технологическая проблема при этом — малый выход требуемых молекул. Обычно такие молекулярно-биотехнологические манипуляции сводятся к…
Вверх