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.
25-03-2015 Просмотров:7257 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
На протяжении почти двух столетий биологи не могли вычислить предков южноамериканских копытных – уникальной группы млекопитающих, не встречающихся нигде в мире, кроме Южной Америки. Внести ясность в вопрос, смутивший самого...
27-10-2010 Просмотров:13744 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
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...
09-06-2015 Просмотров:7526 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что приручать волков под силу не только людям. Обезьяны также умеют находить общий язык с этими хищниками. К такому выводу пришли американские приматологи из Дартмурского колледжа, чья статья опубликована в журнале...
04-07-2022 Просмотров:1491 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Исследователи представили вещественные доказательства, подтверждающие одну из теорий установления на Земле господства динозавров. Исследование международной команды ученых опубликовано в журнале Science Advances. Теория гибели динозавров знакома многим: 66 миллионов лет назад на Землю упал большой...
05-06-2017 Просмотров:4690 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые из Владивостока изучили состав древесной ткани, которую поедают медведи в Приморском крае, а также на острове Сахалин, сообщила пресс-служба Дальневосточного Федерального Университета (ДВФУ). Оказалось, что в этой пище содержатся...
Ученые нашли в Китае скелет небольшого пернатого динозавра неизвестного вида из семейства дромеозаврид — хищных пернатых динозавров, наиболее близких к птицам. Хорошо сохранившиеся отпечатки перьев позволили ученым понять, чем этот…
До сих пор перья животных мелового периода – от 66 до 145 млн лет назад – удавалось изучать лишь по самым скупым источникам. Как правило, свидетельства того времени – это…
В животном мире отцы не так уж и редко берут на себя взращивание молодняка. Но как выяснила Грю Саебаккен (Gry Sagebakken) из университета Гётеборга, не все они при этом проявляют…
Миллиарды лет животные обходились без шеи. Но когда древним рыбам пришлось выбраться на сушу, строение их тела сильно изменилось. Удлинился позвоночник, голова приобрела подвижность, органы чувств могли воспринять больше информации. Все это…
Парижский Национальный музей естественной истории издал монографию, в которой содержатся сведения о 209 ранее неизвестных видах улиток Южнотихоокеанского региона. «Наше исследование отличает даже не внушительное количество видов, а то, что все…
У всех животных есть память, а слоновья так вовсе вошла в пословицу. Животные помнят детали окружения, маршруты путешествий и т. д. Но у них нет того, что называется автобиографической памятью…
Геологи показали, что в середине мелового периода, когда по Земле разгуливали динозавры, произошло кратковременное похолодание, которое длилось около 6 млн лет и привело к возникновению льдов в Арктике. Об этом говорится…
Распространена в Енисее от устья Нижней Тунгуски до залива включительно. Встречается в некоторых небольших реках, впадающих в горло и залив. Корюшка азиатская - Osmerus mordax dentexАзиатская корюшка - небольшая полупроходная с…
Птицы произошли от динозавров, а окаменелым останкам динозавров часто сопутствуют отпечатки перьев, и кое-какие палеонтологи предположили, что перья были общей чертой динозавров, появившейся в самом начале эволюционной истории этой группы. Однако новый…
Вверх