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.
12-03-2015 Просмотров:7673 Новости Экологии 
Антоненко Андрей
В морях и океанах Земли обитает 228 тыс. 450 видов различных живых организмов. Недавно открытый в Эквадоре новый вид лягуек К такому выводу пришел международный коллектив ученых, занимающихся составлением так называемого Всемирного...
17-11-2012 Просмотров:11969 Новости Зоологии Антоненко Андрей
На протяжении 80 млн лет бделлоидные коловратки (Bdelloidea) размножаются партеногенезом: все особи у них женского пола, радостей полового процесса они не знают. В этом смысле коловратки Bdelloidea чрезвычайно смущают биологов: ведь...
13-01-2014 Просмотров:9666 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Мягкие ткани сохраняются очень редко, поэтому все красочные рисунки, на которых изображены давно вымершие существа, в значительной степени плод фантазии. На самом деле доподлинно неизвестно, как они выглядели и какого...
02-12-2013 Просмотров:8897 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Зоологи давно используют достижения молекулярной биологии в своих целях. Например, о родственно-эволюционных связях между группами животных куда проще судить, имея на руках последовательность генома. Но в этом смысле разным животным...
04-11-2010 Просмотров:10330 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Сколько "мальчиков" или "девочек" родится у сцинков вида Niveoscincus ocellatus, решают подчас не гены, а температура окружающей среды. Это установили Идо Пен (Ido Pen) и его коллеги из...
Неуклюжие травоядные ринхозавры, весьма многочисленные во времена триасового периода, могли похвастаться отличным обонянием. К такому выводу пришли бразильские палеонтологи, изучавшие строение черепа южноамериканского представителя этой группы Teyumbaita sulcognathus. Teyumbaita sulcognathus. Реконструкция:…
Пингвины достигли гигантских размеров в начале их эволюции, в эпоху палеоцена между 66 и 56 миллионами лет назад. Crossvallia waiparensisВ Новой Зеландии жили не только доисторические гигантские попугаи, но и гигантские пингвины. Набор костей, найденных палеонтологом Ли Лавом в 2018 году в заповеднике Вайпара-Гринсанд…
Когнитивные биологи из Лундского университета (Швеция), под руководством Матиаса Освата (Mathias Osvath) выяснили, что во́роны тоже умеют составлять планы на будущее — подобно людям и человекообразным обезьянам. Причем по уровню…
Энтомологи выяснили, что взрослые пчелы учат своих беспомощных личинок, как реагировать на врагов. Следовательно, нормы социального поведения прививаются этим насекомых практически с момента их появления на свет. Об этом говорится в…
Биологи Иэн Джонстон (Iain Johnston) из университета Бирмингема и Бен Уильямс (Ben Williams) из Кембриджского университета выяснили, как митохондриям — органеллам и «энергетическим станциям» живых клеток — удалось на протяжении…
Необычные свойства морских звезд случайно обнаружили студенты Университета Южной Дании. В рамках исследования им потребовалось пометить датчиками ряд живых организмов — от кошек и собак до морских звезд. Современные микрочипы, создающиеся для подобных научных работ, вводятся…
Уникальную находку, представляющую собой почти полную пищевую цепочку палеогенового периода, сделали палеонтологи в заброшенном немецком карьере. Они раскопали окаменевшие остатки змеи, внутри которой сохранился скелет проглоченной змеей ящерицы-василиска, в животе…
Антропологи показали, что неандертальцы могли исчезнуть из-за болезней, которыми их заразили представители Homo sapiens, пришедшие из Африки в Европу. Некоторые из них передавались половым путем. К такому выводу пришли британские специалисты…
На территории России по состоянию на конец 2015 г. находится 110 заповедника. Заповедник "Столбы"Старейшими заповедниками в нашей стране являются - Баргузинский заповедник находящийся на территории Бурятии и основанный 11 января 1917 года,…
Вверх