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.
18-10-2012 Просмотров:11365 Новости Геологии 
Антоненко Андрей
Гималаи могут оказаться на 20 млн лет младше, чем мы думаем, считают исследователи из Сиднейского университета (Австралия). Деревня Тенгбоче в Непале, где расположен известный монастырь (фото Murat Selam)Профессор Джонатан Эйтчисон и...
17-07-2013 Просмотров:9420 Новости Экологии Антоненко Андрей
Гигантские рептилии могут вернуться на Землю, если прогнозы ученых относительно глобального потепления станут реальностью. Именно температура окружающей среды, согласно новой гипотезе, приводит к появлению аномально крупных пресмыкающихся. Глобальное потепление может привести...
25-02-2013 Просмотров:11019 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Человек может заразиться шистосомами, как и многими другими паразитами, искупавшись, к примеру, в грязной воде: личинка шистосомы проникает через кожу в тело, созревает и начинает откладывать яйца. Обычная история для...
07-11-2011 Просмотров:12453 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтолог-любитель обнаружил в Марокко фрагмент черепа крокодила мелового периода. Образец выкупил Королевский музей Онтарио (Канада). Изображение Henry Tsai (University of Missouri)Кейси Холлидей из Университета штата Миссури (США) и его коллеги выяснили,...
22-02-2013 Просмотров:11881 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Низкие температуры дня и ночи оказались единственным фактором, определяющем время начала миграций "межконтинентальных" бабочек-монархов из Северной в Южную Америку и обратно, что говорит о крайней уязвимости этих насекомых перед изменением...
Южная Америка в очередной раз подтвердила свою репутацию континента, самого богатого ископаемыми остатками цинодонтов – гипотетических предков млекопитающих. Сразу два новых вида этих интереснейших существ были найдены в фондах одного…
При длительных подводных погружениях пингвины не тратят весь запасённый кислород. Вместо этого они переводят мускулатуру на особый, молочнокислый способ получения энергии, поэтому находящийся в крови и лёгких кислород достаётся другим…
Вместо того чтобы сознательно добираться до островов индонезийского архипелага на лодках, гоминины, возможно, прибывали на эти клочки суши, держась за плавучий мусор, смытый наводнением. Дэвид Уилкинсон из Ливерпульского университета имени Джона…
Ископаемые остатки животного, напоминающего песчаного червя Шаи-Хулуда из фантастической эпопеи "Дюна", обнаружили в кембрийских отложениях китайские палеонтологи. Древнее существо тоже было покрыто броней и шипами и тоже предпочитало жить в…
В Енисее точные границы распространения щиповки не установлены. Отмечается наличие её в Енисее от Минусинска до Курейки. В водоемах Верхнего Енисея встречается практически во всех реках, многих озерах. Ведет скрытый…
Учёные получили новые доказательства того, что около 12 900 лет назад в Землю врезалось некое небесное тело, уничтожив мегафауну Северной Америки и спровоцировав период сильного похолодания. Микросферы из различных мест США…
В Юго-Восточной Азии найдены крупнейшие крысы из тех, что когда-либо существовали на Земле. Они были сравнимы по размерам с небольшими собаками и служили лакомством для древних людей. В правой руке ученого…
и стоит искать на Марсе окаменелости, то только в грязи и глине: лучше сохраняются. Увы, анализ 226 марсианских областей, которые считаются дном высохших водоёмов, показал, что лишь треть из них имеет…
Скелеты двух парейазавров – предков динозавров — обнаружили этим летом в Кировской области, сообщил РИА Новости заведующий экспозиционно-выставочным отделом Вятского палеонтологического музея Леонид Кавардаков. Раскопки ископаемых рептилий с 1933 года ведутся в Кировской области, где…
Вверх