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.
12-07-2012 Просмотров:13276 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Как минимум 15 тыс. лет назад бесстрашные сибиряки перешли по вновь открывшемуся Берингову перешейку и добрались до безлюдной Америки. На протяжении многих лет археологи, генетики и лингвисты пытаются понять, каким образом...
16-08-2017 Просмотров:4580 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Причудливый травоядный динозавр-"франкенштейн" из Чили, одновременно похожий на тираннозавров и велоцирапторов, оказался "потерянным звеном эволюции", связывающим хищных динозавров и их двуногих жертв, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Biology Letters. Чилизавр "Чилизавр является одним из самых необычных...
02-10-2013 Просмотров:9000 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В водах Амазонии живут два вида электрических рыб, которых часто путают между собой, до того они похожи. Рыб зовут Brachyhypopomus walteri и Brachyhypopomus bennetti; это родственники, использующие электрические сигналы для общения...
18-10-2012 Просмотров:11720 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Панцирные рыбы, подобно всем остальным челюстноротым, были вооружены зубами. CompagopiscisБританские палеонтологи из Бристольского университета вместе со своими коллегами из Швейцарии и Австралии при помощи синхротронного излучения изучили челюсти древней рыбы Compagopiscis...
14-04-2014 Просмотров:7725 Новости Геологии Антоненко Андрей
Когда теории тектоники плит ещё не было, шла дискуссия о том, движутся ли континенты Земли. Самое подробное и самое известное обоснование движению континентов было дано Альфредом Вегенером в начале XX века. Ему...
Рыбы Амура. В Приамурье проживает более 130, а по некоторым данным 139 видов рыб относящимся к двум надклассам – бесчелюстным (Agnata) и челюстноротым (Gnathostomata). Бесчелюстные представлены классом – одноноздревых (Cephalaspidomorphi) включающем…
Новейшие методы генетики позволили ботаникам обнаружить на Азорских островах редкий вид орхидей, описанный еще в первой половине XIX века. Почти на два столетия ученые забыли о его существовании. ОрхидеяОб этом говорится…
Австралийские птицы-шалашники замечательны брачным ритуалом. Когда приходит пора размножения, самец строит из прутьев и палочек то-то вроде небольшого туннеля длиной чуть более полуметра, один конец которого выходит на этакую «эстраду»…
Неандертальцам, благослови Господь их чистые души, ничего не светило бы на современных конкурсах красоты: грубые черты лица, широкие носы, выдающиеся скулы... Долгое время считалось, что всё это было результатом адаптации…
Российский энтомолог уточнил размеры жука , который считается самым маленьким свободно живущим насекомым. Оказалось, что самые крошечные представители этого вида не превышают по длине трети миллиметра. Самый маленький жук Scydosella musawasensisК…
Удильщики не только претендуют на звание самых жутких рыб на всей планете, но и могут похвастаться самым безумным способом спаривания из всех существующих. Самец, размером в десять раз меньше самки, вгрызается в неё, а затем буквально врастает в её тело, становясь…
В сентябре этого года на установленные камеры-ловушки, во Вьетнами было сфотографировано одно из самых редких животных - саола. Фото саолы в неволе"Когда наша команда впервые взглянул на фотографии, мы не могли…
Убедительные доказательства того, что неандертальцы наносили раскраску на тело уже 50 тысяч лет назад, представили исследователи Бристольского университета (Bristol University) после раскопок в провинции Мурсия на юге Испании. Это означает,…
Американские ученые составили подробное описание ископаемых и современных грызунов Африки. Исследователи обнаружили на четырех стоянках первобытных людей множество ископаемых останков этих животных. Ущелье Олдувай, Танзания Профессор Алиса Уинклер (Alisa J. Winkler)…
Вверх