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.
21-04-2013 Просмотров:9326 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Стресс во время беременности идёт на пользу потомству. К такому парадоксальному выводу пришли исследователи из Университета штата Мичиган (США), в течение многих лет наблюдавшие за популяцией красных белок на реке...
13-09-2012 Просмотров:15629 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Впервые за 28 лет в Африке обнаружен новый вид мартышек. Cercopithecus lomamiensisМесто обитания примата — Демократическая Республика Конго, где его называют «лесула». От своих ближайших родственников он отделён реками Конго и...
21-11-2013 Просмотров:8526 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Гигантские ленивцы, обитавшие на территории Уругвая, были съедены около 30 тысяч лет назад. Ответственность за это вымирание несут люди, прибывшие в Южную Америку гораздо раньше, чем это считалось прежде, уверены...
11-10-2011 Просмотров:10982 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Если человечество будет плодиться с сегодняшней скоростью, а продолжительность жизни останется той же, к 2100 году нас будет 27 млрд. ...А ведь миллиарду нечего есть уже сегодня. (Фото Social Geographic.)«Это так...
28-05-2019 Просмотров:2579 Новости Геологии Антоненко Андрей
Программист Ян Вебстер (Ian Webster), сотрудничавший с Google и NASA, создал удивительную интерактивную карту, показывающую изменения, произошедшие на нашей планете за 750 миллионов лет: весь путь ее движения от первых гипотетических суперконтинентов – до...
Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) Сибирского отделения РАН в ходе работы на станции "Остров Самойловский" в дельте реки Лена обнаружили следы события Келлвассера - оно произошло около 374…
Лисьи акулы известны своим хвостом, который порой достигает половины длины тела. Считается, что он нужен этим хищникам для охоты: они якобы сгоняют добычу (к примеру, сельдь) в стаю и глушат…
Геолог Грант Янг (Grant Young) из Университета Западного Онтарио (Канада) представил необычную концепцию, которая, по его мнению, объясняет и некоторые загадки докембрийской геологии Земли, и скачок в развитии живой природы, произошедший в…
Живорождение могло возникнуть 280 млн лет назад, а то и раньше, полагают авторы нового исследования, которое фокусировалось на мезозавре — одной из первых водных рептилий. Она жила в Южной Америке…
Детальные исследования окаменелости из Венгрии, которую первоначально считали древней каракатицей, показали, что на самом деле отпечатки принадлежат представителю семейства кальмаров-вампиров. Возраст окаменелости составляет 23-34 миллиона лет, и это первая находка,…
На Мадагаскаре обнаружили новый вид динозавра! Ему дали имя Dahalokely, что переводится с малагасийского языка как «Маленький одинокий бандит». Ученые установили, что это были относительно небольшие хищные особи от 2,8 до…
Ученые нашли останки доисторического "горыныча", крупного хищного звероящера, и "ночницы", ее меньшей "сестры", проводя раскопки в окрестностях города Котельнич в Кировской области. Описание этих находок было опубликовано в журнале PeerJ. Пермский горыныч"Открытие горыныча…
Забайкальский национальный паркНа территории России по состоянию на ноябрь 2015 г. находится 48 национальных парка (не считая национальных парков находящихся в Крыму). Старейшими национальными парками нашей страны являются - "Сочинский национальный парк"…
Лауреат Премии Правительства Москвы молодым ученым - старший научный сотрудник Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН Максим Муравьев - разработал уникальную технологию по извлечению золота и цветных металлов из отходов…
Вверх