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.
19-07-2012 Просмотров:12860 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Широкая публика по-прежнему считает неандертальцев мясоедами. Мол, поэтому они около 25 тыс. лет назад и вымерли: есть им было нечего, тогда как всеядные сапиенсы смогли выжить. Однако продолжают появляться свидетельства того,...
15-03-2013 Просмотров:12897 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Между кукушками и теми птицами, в чьи гнёзда они подкладывают свои яйца, идёт непрекращающаяся эволюционная война. Кукушки стараются, чтобы их яйца не отличались от яиц приёмных родителей, а те стремятся...
14-09-2012 Просмотров:13494 Новости Генетики Антоненко Андрей
Ширина улыбки определяется не только настроением, но и генами, которые вы получили от родителей. Таких генов может быть несколько сотен, и некоторые из них уже удалось обнаружить. Международная группа исследователей...
14-03-2016 Просмотров:6680 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи озвучили новую версию вымирания ихтиозавров, согласно которой этих морских рептилий погубили низкие темпы эволюции в сочетании с изменениями климата. ИхтиозаврыК такому выводу пришел международный коллектив ученых, чья статья опубликована в журнале Nature...
29-03-2014 Просмотров:7836 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Полмиллиарда лет назад Мировой океан патрулировали свирепые хищники, походившие на креветок. Не позавидуешь тем, кто оказывался в их острых когтях. Но по крайней мере один представитель этого семейства Anomalocarididae был, скажем так,...
Ископаемая челюсть, которую считали остатками древнего моржа, на самом деле оказалась принадлежащей самому древнему в истории морскому котику. Новое открытие новозеландских палеонтологов заполняет существенный пробел в геологической истории ластоногих. Сравнение Eotaria…
Истоки лавы, изливающейся в ходе крупнейших современных извержений, остаются предметом дискуссий. Речь идёт о срединно-океанических хребтах, которые тянутся на десятки тысяч километров в морских глубинах. В этих местах земная кора…
Физик Джереми Ингланд из Массачусетского технологического института (США), проведя моделирование процесса воспроизведения простейших живых организмов, пришёл к выводу о том, что воспроизводство РНК и организмов на её основе…
Вершины. Зеравшанский хребет, протянувшийся от истоков Ягноба на востоке до верховьев Сарымата и Каракуля на западе, наибольшей высоты достигает в Фанских горах. Здесь резким взлетом возносится в небо вершина Чимтарга…
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…
Сильный дождь выгоняет дождевых червей на поверхность, и мы обычно считаем, что они появляются из-под земли, чтобы не утонуть. Дескать, вода заполняет их норы, и они вынуждены ползать снаружи до…
Надтип: Вторичноротые (Deuterostomia) Оглавление 1. Общие сведения о вторичноротых животных (Deuterostomia) 2. Происхождение вторичноротых животных 1. Общие сведения о вторичноротых (Deuterostomia) животных Рис. 1. Представители вторичноротых - хордовые, полухордовые, иглокожие, щетинкочелюстные и ксенотурбеллиды.Вторичноротые (лат. Deuterostomia) — надтип (подраздел) животных относящихся к…
Предки современных людей возникли в результате контактов нескольких изолированных групп древних людей, живших в разных уголках Африки. Это укрепляет позиции набирающей популярность теории африканских "садов Эдема", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Trends…
В куске янтаря впервые обнаружен паук, застывший в броске на запутавшуюся в паутине жертву. Изображение авторов работыУчастники этой драмы жили 97−110 млн лет назад (ранний меловой период) в долине Хукаунг, что…
Вверх