Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Геологии>>Исчезли бесследно. Ученые решили загадку древних континентов

Понедельник, 03 Октябрь 2022 13:13

Исчезли бесследно. Ученые решили загадку древних континентов

Автор 

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.

 "Капсулы времени"

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.

Метаконгломерат кварца и гальки из района Джек-Хиллс в Западной Австралии — порода, содержащая обломочный циркон, самый древний минерал на ЗемлеЭто 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.

Детективное расследование

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.

"Корни" материков

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.Древние кратоны — фрагменты архейских континентов, существовавших 4,0-2,5 миллиарда лет назад

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.

 

Таким образом, первичная кора полностью разрушилась и погрузилась в верхнюю мантию, а расплавы, возникшие на ее основе, сформировали массивы гранитов — главной породы фундамента современных материков. Сегодня они выходят на поверхность Земли в виде кристаллических щитов — центральной части кратонов. 

 

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. 

Континенты и жизнь

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.

 

Источник: РИАновости
 

 

Прочитано 1501 раз Последнее изменение Понедельник, 03 Октябрь 2022 13:37

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Птичьи гонки вооружений, или Как жертвы кукушек учатся на своих…

28-03-2011 Просмотров:11598 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Птичьи гонки вооружений, или Как жертвы кукушек учатся на своих ошибках

За время совместной эволюции птицы, которые часто подвергались гнездовому паразитизму кукушек, всё сильнее совершенствовали «системы детектирования» чужих яиц в своём гнезде. Но и кукушки не дремали: они научились имитировать окраску...

Палеонтологи выяснили, когда первые птицы научились летать

10-10-2017 Просмотров:2966 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи выяснили, когда первые птицы научились летать

Ученые нашли на северо-востоке Китая останки крайне необычной протоптицы, жившей примерно 120 миллионов лет назад и обладавшей достаточно крепкими костями для полета, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. Первые птицыСегодня среди палеонтологов нет согласия в том,...

Кого клевали динозавры?

06-12-2013 Просмотров:7848 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Кого клевали динозавры?

С точки зрения классической науки, легкие и прочные кератиновые клювы появились у птиц, заменив тяжелые и громоздкие зубы в ходе адаптации к полету. Но зачем были нужны клювы многотонным растительноядным...

Планарии помнят без головы

16-07-2013 Просмотров:9072 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Планарии помнят без головы

Черви планарии известны своими уникальными регенеративными талантами: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова. Считается, что такая способность к самовосстановлению происходит из-за обилия стволовых клеток, которые составляют 20% тела...

Жизнь на Земле просуществует еще 1,75 миллиарда лет

19-09-2013 Просмотров:7957 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Жизнь на Земле просуществует еще 1,75 миллиарда лет

Последние следы жизни на Земле исчезнут примерно через 1,75 миллиарда лет в результате полного испарения жидкой воды с ее поверхности, что накладывает жесткие временные рамки на возможность появления разумной жизни на других планетах, говорится в статье, опубликованной...

top-iconВверх

© 2009-2024 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.