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.
18-11-2019 Просмотров:2615 Новости Ботаники 
Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что лишайники намного моложе, чем думали раньше. Они появились на земле позже растений. Результаты исследования опубликованы в журнале Geobiology. Лишайник OphioparmaЛишайники — это симбиотические сообщества грибов с микроскопическими зелеными...
03-07-2014 Просмотров:7538 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи выяснили, что задние конечности археоптерикса были покрыты большим количеством контурных перьев. Открытие доказывает, что изначально оперение возникло у предков птиц не для полета. Отпечатки перьев археоптериксаОб этом говорится в статье немецких ученых, опубликованной всвежем выпуске...
05-02-2019 Просмотров:2939 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Останки нового вида динозавров, которые отпугивали хищников с помощью длинных шипов на спине, обнаружили в Аргентине, сообщает интернет-портал Phys.org со ссылкой на исследователей. Сотрудник CONICET Пабло Галлина на фоне реконструкции скелета...
19-09-2014 Просмотров:7790 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Население планеты будет расти на протяжении всего XXI века. К 2100 году число людей на Земле достигнет, вероятнее всего, 11 млрд — эта оценка на 2 млрд превышает числа в...
30-05-2016 Просмотров:6652 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые обнаружили в Тихом океане самую крупную губку из тех, что существуют на Земле. По размерам она приближается к габаритам небольшого автомобиля. Об этом говорится в статье американских специалистов, опубликованной в журнале Marine...
Сенсационная статья о бактерии, способной использовать мышьяк вместо фосфора для строительства своей ДНК, вызвала волну критики в мировом научном сообществе. Российские биологи также высказали Infox.ru мнение о работе коллег из…
Группа исследователей из Университетского колледжа Лондона раскрыла механизм, с помощью которого возникли отдельные элементы РНК – рибонуклеотиды. Этот процесс был необходим для возникновения РНК – предшественницей жизни на Земле. Пресс-релиз исследования доступен на сайте…
До зарегулирования стока Енисея стерлядь встречалась практически повсеместно - от верховьев до дельты и губы с горлом включительно, включая многочисленные притоки. В настоящее время ареал стерляди значительно сократился. Она сохранила…
Нейроны не могут самостоятельно оформить текущие переживания в долгую память. На помощь им приходят астроциты, которые снабжают нейроны дополнительным источником энергии. Нейроны головного мозгаНейрофизиологи прояснили важный этап формирования в мозге долговременной…
Для фотосинтеза в клетках растений, водорослей и цианобактерий существуют огромные белковые комплексы, среди которых есть антенны-фотоуловители, реакционные центры, переносчики электронов и пр. И если говорить, например, о сине-зелёных водорослях (которые,…
Биологи из Аргентины и Бельгии обнаружили криптоспоры (распространённые в отложениях ордовикского и силурийского периодов споры характерного строения) наземных растений, возраст которых оценивается в 473–471 млн лет. Основные исследования, посвящённые наземным…
Палеонтологи обнаружили на территории Северной Каролины останки гигантского древнего прото-крокодила, "каролинского мясника", чьи предки стали главными топ-хищниками Нового Света уже в Триасовом периоде, задолго до пришествия туда динозавров, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports. Carnufex…
Энтомологи впервые установили, что муравьи, подобно людям, начинают прием лекарств в случае болезни. Этот феномен наблюдается, когда муравьев заражает грибок. Об этом говорится в статье финских ученых из университета Хельсинки, опубликованной в журнале…
Крупные кости принадлежат взрослым особям, рост которых закончился, а кости поменьше — молодняку, который всё ещё развивается. Кажется, нет ничего проще этого умозаключения, но когда речь идёт о динозаврах, приходится…
Вверх