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.
12-05-2014 Просмотров:7039 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Остатки примитивного птерозавра раскопали в Китае американские и китайские палеонтологи. Это существо, названное Kryptodrakon progenitor, жило около 160 млн лет назад и может считаться самым древним птеродактилем в мире. Kryptodrakon progenitor....
08-03-2013 Просмотров:38071 Геохронологическая шкала Антоненко Андрей
Эон (эонотема)Эра(эратема)Период(система)Эпоха(отдел)Начало,лет назадОсновные события Фанерозой Кайнозой Четвертичный(антропогеновый) Голоцен 11,7 тыс. Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций Плейстоцен 2,588 млн Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека Неогеновый Плиоцен 5,33 млн Миоцен 23,0 млн Палеогеновый Олигоцен 33,9 ± 0,1 млн Появление первых человекообразных обезьян. Эоцен 55,8 ± 0,2 млн Появление первых «современных» млекопитающих. Палеоцен 65,5...
05-02-2019 Просмотров:2503 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...
07-04-2011 Просмотров:12415 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Пернатые динозавры, не умевшие летать, возможно, были первыми завшивленными животными нашей удивительно голубой планеты. Пернатый динозавр Sinornithosaurus (иллюстрация Wikimedia Commons)«Наш анализ показывает, что вши, живущие на теле и птиц, и млекопитающих,...
06-04-2013 Просмотров:10216 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Ученые обнаружили на спутнике Юпитера Европе большие запасы перекиси водорода — потенциального источника энергии для бактерий-экстремофилов, которые могут обитать в подледном океане этого небесного тела, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения...
Палеонтологи показали, что древнейшие млекопитающие были специализированными хищниками, которые охотились на строго определенные типы насекомых, включая жуков. Об этом говорится в статье британских ученых из Бристольского университета, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature. Млекопитающие…
Загадочное семейство морских животных Chancelloriidae, живших в кембрийском периоде, долгое время считали близкими родственниками губок. Однако новое исследование показывает, что по своему строению ханцеллорииды чем-то ближе к кораллам, а чем-то…
Один из ранних представителей птиц, знаменитый археоптерикс, носил яркое и пестрое оперение. Согласно данным, полученным британскими учеными, его перья были довольно светлыми, но с черными кончиками и темной полоской вдоль…
Сотрудник биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова вместе с коллегой из Европы нашёл и описал новый вид микроскопических рачков в древнем озере на Балканах. Исследователи назвали находку Alona begoniae. Работа была…
Палеонтологи обнаружили в Китае прекрасно сохранившиеся остатки пернатого динозавра размером с ворону, часть перьев которого переливалась, как у попугаев, а другие были темными. Caihong jujiОписание находки опубликовано в журнале Nature Communications. Скелет…
Исследователи подтвердили, что за пределами Африки около 30 тысяч лет назад жили не только Homo sapiens и неандертальцы, но и третья группа гоминидов. Денисова пещераМеждународная группа исследователей, возглавляемая Сванте Паабо (Svante…
Американские палеонтологи продолжают наращивать число известных видов рогатых динозавров – цератопсов. На сей раз они описали раннего хасмозавра из Монтаны, назвать которого решили почему-то в честь большой кайнозойской кошки –…
Ученые расшифровали геном постельного клопа и нашли у него ряд уникальных адаптаций к эктопаразитизму. Среди них - гены, позволившие клопам выработать устойчивость к большинству современных инсектицидов. Постельный клопОб этом говорится в…
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…
Вверх