Ранняя эволюция земли, начало ее геологической истории: как и когда появились гранитоидные магмы | Кузьмин
1. Батыгин К., Лафлин Г., Морбиделли А. (2016) Рожденные из хаоса. В мире науки, (7), 16-27.
2. Глуховский М.З., Моралев В.М., Кузьмин М.И. (1977) Тектоника и петрогенезис катархейского комплекса Алданского щита в связи с проблемой протофиолитов. Геотектоника, (6), 103-117.
3. Костицын Ю.А. (2012) Возраст земного ядра по изотопным данным: согласование Hf-W и U-Pb систем. Геохимия, (6), 531-554.
4. Кузьмин М.И. (2014) Докембрийская история зарождения и эволюции Солнечной системы и Земли. Ст. I. Geodynam. Tectonophys., 5(3), 625-640.
5. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. (2017) Биография Земли: основные этапы геологической истории. Природа, (6), 12-25.
6. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. (2016) Изменение стиля тектонических движений в процессе эволюции Земли. Докл. АН, 469(6), 706-710.
7. Лин Д. (2008) Происхождение планет. В мире науки, (8), 22-31.
8.
Хаин В.Е. (2003) Основные проблемы современной геологии. М.: Науч. мир, 348 с.
9. Allègre C.J., Poirier J.P., Humler E., Hofmann A.W. (1995) The Chemical-Composition of the Earth. Earth Planet., Sci. Lett., 134(3-4), 515-526. http://dx.doi.org/10.1016/0012-821X(95)00123-T
10. Bauer A.M., Fisher C.M., Vervoort J.D., Bowring S.A. (2017) Coupled zircon Lu-Hf and U-Pb isotopic analyses of the oldest terrestrial crust, the >4.03Ga Acasta Gneiss Complex. Earth Planet. Sci. Lett., 458, 37-48.
11. Bédard J.H. (2006) A catalytic delamination-driven model for coupled genesis of Archaean crust and sub-continental lithospheric mantle. Geochim. Cosmochim. Acta, 79, 1188-1214.
12. Cameron A.G.W. (1986) The impact theory for origin of the Moon. Origin of the Moon (Eds W.K. Hartmann, R.J. Phillips, G.J. Taylor). Houston, TX: Lunar & Planetary Institute, 609-616.
13. Condie K.C. (2011) Earth as an evolving Planetary System. Elsevier, 574 p.
14. Garnero E.J., McNamara A.
K. (2008) Structure and Dynamics of Earth’s Lower Mantle. Science, 320, 626-628.
15. Gilat A., Vol. A. (2012) Degassing of primordial hydrogen and helium as the major energy source for internal terrestrial processes. Geosci. Front., 1, 911-921. doi:10.1016/j.gsf.2012.03.009
16. Goldblatt C., Zahnle K.J., Sleep N.H., Nisbet E.G. (2010) The eons of chaos and hades. Solid Earth, 1, 1-3. http://dx.doi.org/10.5194/se-1-1-2010
17. Grange M.L., Pidgeon R.T., Nemchin A.A., Timms N.E., Meyer C. (2013) Interpreting the U-Pb data from primary and secondary features in lunar zircon. Geochim. Cosmochim. Acta, 101, 112-132. http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2012.10.013
18. Halla J., Whitehouse M.J., Ahmad T., Bagai Z. (2017) Archaean granitoids: an overview and significance from a tectonic perspective http://sp.lyellcollection.org/bu guest on February 3
19. Harrison T.M., Schmitt A.K., McCulloch M.T., Lovera O.M. (2008) Early (N = 4.5 Ga) formation of terrestrial crust: Lu-Hf, δ18O, and Ti thermometry results for Hadean zircons.
Earth Planet. Sci. Lett., 268(3-4), 476-486.
20. Hartmann W.K. (1986). Moon origin: the impact-trigger hypothesis. Origin of the Moon (Eds W.K. Hartmann, R.J. Phillips, G.J. Taylor). Houston, TX: Lunar & Planetary Institute, 579-608. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2008.02.011.
21. Iizuka T., Horie K., Komiya T., Maruyama S., Hirata T., Hidaka H., Windley B.F. (2006) 4.2 Ga zircon xenocryst in an Acasta gneiss from northwestern Canada: Evidence for early continental crust. Geology, 34(4), 245-248.
22. Jackson M.G., Carlson R.W., Kurz M.D., Kempton P.D., Don Francis, Blusztajn J. (2010) Evidence for the survival of the oldest terrestrial mantle reservoir. Nature, 466, 853-856.
23. Jackson M.G., Konter J.G., Becker T.W. (2017) Primordial helium entrained by the hottest mantle plumes. Nature, 542, 340-343.
24. Lauretta D. (2011) A cosmochemical view of the Solar System. Elements, 7(1), 11-16. http://dx.doi.org/10.2113/gselements.7.1.11
25. Maas R., Kinny P.
D., Williams I.S., Froude D.O., Compston W. (1992) The Earths oldest known crust — a geochronological and geochemical study of 3900-4200 Ma old detrital zircons from Mt. Narryer and Jack Hills, Western Australia. Geochim. Cosmochim. Acta, 56(3), 1281-1300. http://dx.doi.org/10.1016/0016-7037(92)90062-N
26. Maruyama S., Ebisuzaki T. (2017) Origin of the Earth: A proposal of new model called ABEL. Geosci. Front., 8, 253-274.
27. Masset F., Snellgrove M. (2001) Reversing type II migration: resonance trapping of a lighter giant protoplanet. Mon. Not. R. Astron. Soc., 320(4), L55-L59.
28. McDonough W.G., Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120(3-4), 223-253. http://dx.doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
29. Myers J.S. (1988) Early Archean Narryer gneiss complex, Yilgarn Craton, Western-Australia. Precambr. Res., 38(4), 297-307. http://dx.doi.org/10.1016/0301-9268(88)90029-0
30. Nebel O., Rapp R.P., Yaxley G.M. (2014)The role of detrital zircons in Hadean crustal research.
Lithos, 190-191, 313-327.
31. Newsom H.E., Taylor S.R. (1989) Geochemical implications of the formation of the Moon by a single giant impact. Nature, 338, 29-34.
32. O’Neil J., Carlsona R.W., Paquetteb J.L., Francisc D. (2012) Formation age and metamorphic history of the Nuvvuagittuq Greenstone Belt. Precambr. Res., 220-221, 23-44.
33. Pease V., Percival J., Smitbies J., Stevens G., Kranendank M. (2008) When did plate tectonics begin? Evidence from the orogenic record. Geol. Soc. Amer., Spec. Paper, 440, 199-228.
34. Reimink J.R., Chacko T., Stern R.A., Heaman L.M. (2014) Earth’s earliest evolved crust generated in an Iceland-like setting. Nat. Geosci., 7, 529-533.
35. Roth A.S.G., Bourdon B., Mojzsis S.J., Touboul M., Sprung P., Guitreau M., Blichert-Toft J. (2013) Inherited 142Nd anomalies in Eoarchean protoliths. Earth Planet. Sci. Lett., 361, 50-57.
36. Stern R.J. (2008) Modern-style plate tectonics began in Neoproterozoic time: An alternative interpretation of Earth’s tectonic history.
Geol. Soc. Amer., Spec. Paper, 440, 265-280.
37. Taylor D.J., McKeegan K.D., Harrison T.M. (2009) Lu-Hf zircon evidence for rapid lunar differentiation. Earth Planet. Sci. Lett., 279(3-4), 157-164. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2008.12.030
38. Wood B. (2011) The formation and differentiation of Earth. Physics Today, 64(12), 40-45. http://dx.doi.org/10.1063/PT.3.1362
39. Wood B.J., Halliday A.N. (2010) The lead isotopic age of the Earth can be explained by core formation alone. Nature, 465(7299), 767-771. http://dx.doi.org/10.1038/nature09072
Каково происхождение планеты Земля? — космический блог
Земля образовалась в результате мощного взрыва на Солнце около 4,5 миллиардов лет назад. С солнечной детонацией тысячи камней разлетелись по космосу. …Одна из них породила планету Земля.
1-е событие: Формирование Земли примерно 4,5 миллиарда лет назад, в этот период планета была чрезвычайно горячей, эквивалентной огромному огненному шару, на котором не было ни одной формы жизни.
Таким образом, многократно повторяясь, поверхность Земли медленно охлаждалась и накапливались большие количества воды, которые образовывали первобытные океаны. Это изменение также создало тонкий слой горных пород по всей Земле. Все эти изменения длились примерно 800 миллионов лет.
Первые формы жизни на планете Земля появились более 3,5 миллиардов лет назад. Это были одноклеточные существа, чрезвычайно простые, возникшие из того, что ученые называют «первичным бульоном». …Аминокислоты, полученные из этого супа, и сегодня составляют основу жизни на планете.
Сегодня наша планета физически представлена в виде геоида, округлой формы с неровной поверхностью. Математическая фигура, которая лучше всего соответствует этой форме Земли, — эллипсоид (приплюснутая сфера у полюсов).
Наиболее убедительным доказательством того, что Homo sapiens возник в Африке, являются фрагменты костей, найденные в Херто и Омо Кибише в Эфиопии. Первый — это череп, возраст которого оценивается в 160 195 лет, а второй — череп, которому XNUMX XNUMX лет.
Происхождение океанов тесно связано с образованием атмосферы, охлаждением планеты и образованием литосферы. … Первые океанические бассейны датируются археем, между 3,6 и 3,9 миллиардами лет, то есть примерно через 1 миллиард лет после образования планеты.
Земля образовалась около 4,54 миллиарда лет назад, примерно одна треть возраста Вселенной, в результате аккреции солнечной туманности. Вулканическое выделение газа, вероятно, создало первичную атмосферу, а затем океан, но ранняя атмосфера почти не содержала кислорода.
В целом внутреннее строение планеты Земля делится на три слоя: земная кора, мантия и ядро, которые лежат друг над другом.
Основная теория образования Луны восходит к 1975 году и считает, что небесное тело размером с Марс, названное Тейей, столкнулось с Землей примерно 4,5 миллиарда лет назад, когда наша планета еще только формировалась и представляла собой большой шар. и горячий. Часть земного шара оторвалась бы и образовала Луну.
Самые ранние формы жизни, известные на планете Земля, представляют собой окаменелые микроорганизмы, обнаруженные в отложениях гидротермальных источников.
Первое появление жизни на Земле — это событие, его точное временное и пространственное положение до сих пор неизвестно.
Первые города возникли в Месопотамии, а именно вокруг реки Евфрат, около 3500 г. до н.э. Эти города первоначально возникли как деревни в неолите, как более густонаселенные кластеры, как торговые и военные центры данного места.
В настоящее время наиболее распространенной научной гипотезой является то, что современный человеческий вид (Homo sapiens) появился в Африке около 200 XNUMX лет назад и оттуда рассеялся по другим регионам различными миграционными волнами.
Убедительная новая гипотеза может наконец объяснить, как сформировалась Земля: ScienceAlert
Иллюстрация двух сценариев: хондритовые астероиды слева и планетезимали справа. (Швейцарская высшая школа Цюриха)
Хочешь узнать что-нибудь смешное? На самом деле мы не знаем, как образовалась наша планета. У нас есть широкая общая идея, но более тонкие детали распутать намного сложнее.
У нас есть модель, которая в настоящее время считается наиболее вероятным объяснением: Земля образовалась в результате постепенного срастания астероидов. Однако даже здесь есть некоторые факты о формировании нашей планеты, которые сложно объяснить.
Новая статья, сочетающая эксперименты с моделированием, выявила новый путь формирования, который гораздо лучше соответствует характеристикам Земли.
«В астрофизике и космохимии преобладает теория о том, что Земля образовалась из хондритовых астероидов. Это относительно небольшие простые блоки камня и металла, которые образовались в начале Солнечной системы», — сказал планетолог Паоло Сосси из ETH Zurich в Швейцарии.
«Проблема этой теории в том, что никакая смесь этих хондритов не может объяснить точный состав Земли, которая намного беднее легкими, летучими элементами, такими как водород и гелий, чем мы ожидали.»
Процесс формирования планет вызывает массу вопросов, но ученым удалось составить общую картину.
Когда звезда формируется из плотного комка материи в молекулярном облаке пыли и газа в космосе, материал вокруг нее укладывается в диск, который вращается вокруг растущей звезды.
Этот диск из пыли и газа не только способствует формированию талии растущей звезды — малые плотности внутри этого водоворота также объединяются в более мелкие и более холодные комки. Маленькие частицы сталкиваются и слипаются, сначала электростатически, а затем гравитационно, образуя все более и более крупные объекты, которые в конечном итоге могут вырасти в планету. Это называется аккреционной моделью, и она полностью подтверждается данными наблюдений.
Но если камни, слипшиеся вместе, являются хондритами, остается открытым вопрос о недостающих более легких летучих элементах.
Ученые выдвинули различные объяснения, в том числе выделение тепла во время столкновений, которое могло испарить некоторые из более легких элементов.
Это, однако, не всегда соответствует действительности: согласно недавней экспериментальной работе под руководством Сосси, тепло испарило бы более легкие изотопы элементов с меньшим количеством нейтронов.
Но более легкие изотопы все еще присутствуют на Земле примерно в тех же пропорциях, что и в хондритах.
Итак, Сосси и его коллеги решили исследовать еще одну возможность: камни, из которых образовалась Земля, были не хондритовыми астероидами из общей орбитальной окрестности Земли, а планетезималиями. Это более крупные тела, «семена» планет, которые выросли до размеров, достаточных для того, чтобы иметь дифференцированное ядро.
«Динамические модели, с помощью которых мы моделируем формирование планет, показывают, что планеты в нашей Солнечной системе формировались постепенно. Маленькие зерна со временем превратились в планетезимали километрового размера, накапливая все больше и больше материала за счет гравитационного притяжения», — сказал Сосси.
«Более того, планетезимали, сформировавшиеся в разных областях вокруг молодого Солнца или в разное время, могут иметь очень разный химический состав.»
Они провели моделирование N тел, изменив переменные, такие как число планетезималей, в соответствии со сценарием «Большой тактики», в котором молодой Юпитер сначала приближается к Солнцу, а затем снова возвращается к своему нынешнему положению.
Согласно этому сценарию, движение Юпитера в ранней Солнечной системе оказало крайне возмущающее воздействие на более мелкие камни, кружащиеся вокруг него, рассеивая планетезимали во внутренний диск.
Моделирование было разработано для создания внутренней части Солнечной системы, которую мы видим сегодня: Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Команда обнаружила, что разнообразная смесь планетезималей с разным химическим составом может воспроизвести Землю такой, какой мы ее видим сегодня. На самом деле Земля была наиболее вероятным результатом симуляций.
Это может иметь важные последствия не только для Солнечной системы и понимания различного состава твердых планет в ней, но и для других планетных систем в других частях галактики.
«Несмотря на то, что мы подозревали это, мы все же нашли этот результат очень замечательным. Теперь у нас есть не только механизм, который лучше объясняет формирование Земли, но также у нас есть отсылка к объяснению образования других каменистых планет, — сказал Сосси.
«Наше исследование показывает, насколько важно учитывать как динамику, так и химию при попытке понять формирование планет. Я надеюсь, что наши результаты приведут к более тесному сотрудничеству между исследователями в этих двух областях.»
Исследование группы было опубликовано в Nature Astronomy .
5.4: Как сформировалась Земля — Биология LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 6527
Какая чужая планета изображена на этом рисунке?
Вас бы удивило, если бы вы узнали, что на картинке изображена Земля? После того, как Земля сформировалась около 4,6 миллиардов лет назад, она вполне могла выглядеть так.
Вместо рек воды по его поверхности текли реки расплавленной породы. Жизнь, какой мы ее знаем, не могла бы выжить в таком месте. Как эта огненно-горячая планета стала сегодняшней Землей, покрытой водой и изобилующей жизнью? Длинная и невероятная история истории Земли начинается с этого раздела.
Как образовалась Земля: мы сделаны из звездной пыли!
Мы начнем историю жизни с самого начала, когда только сформировались Земля и остальная часть Солнечной системы. Солнечная система зародилась как вращающееся облако звездной пыли. «Пыль, камни и газ» может показаться не вдохновляющим, но это облако содержало 92 элемента , которые каким-то образом комбинируются, образуя каждый уголок — живой и неживой — Земли. Затем Большой Взрыв (14 миллиардов лет назад) произвел атомы водорода и гелия. Такие тяжелые элементы, как литий, последовали за Большим взрывом в течение нескольких минут. Звезды, такие как красные гиганты, сплавили ядра водорода и гелия, чтобы сформировать элементы от углерода (основа жизни) до кальция (теперь наши кости и зубы).
Образовались взрывы сверхновых и выбрасывались более тяжелые элементы, такие как железо (для эритроцитов). Мы не просто «пыль». Мы — и наш мир — звездная пыль!
Как это вращающееся облако звездной пыли стало нашей Солнечной системой? Около 4,5 миллиардов лет назад близлежащая звезда взорвалась и послала ударную волну через пылевое облако, увеличив скорость его вращения. В результате большая часть массы сосредоточилась в середине, образуя солнце. Меньшие концентрации масс, вращающихся вокруг центра, образовали планеты, в том числе и Землю.
Посмотреть видео о том, как формировалась Земля, можно по этой ссылке: http://www.youtube.com/watch?v=-x8-KMR0nx8.
Сначала Земля была расплавленной, на ней не было атмосферы и океанов. Постепенно планета остыла и образовала твердую кору. По мере того как планета продолжала остывать, вулканы выделяли газы, которые в конечном итоге сформировали атмосферу . Ранняя атмосфера содержала аммиак, метан, водяной пар и углекислый газ, но лишь следы кислорода.
По мере того, как атмосфера становилась плотнее, образовывались облака и шел дождь. Вода от дождя и, возможно, от комет и астероидов, столкнувшихся с Землей, в конечном итоге сформировала океаны. Древняя атмосфера и океаны, представленные на картинке в Рисунок ниже был бы ядовитым для сегодняшней жизни, но они подготовили почву для начала жизни.
Древняя Земля. Вот как могла выглядеть древняя Земля после образования атмосферы и океанов.
Краткое изложение
- Земля образовалась примерно от 4,5 до 4,6 миллиардов лет назад.
- Сначала Земля была расплавленной, на ней не было атмосферы и океанов.
- Постепенно сформировалась атмосфера, а за ней и океаны.
Подробнее
Используйте ползунок времени в этом ресурсе, чтобы ответить на следующие вопросы.
- Эволюция на http://johnkyrk.com/evolution.swf.
- Что представляет собой Большой взрыв?
- Когда зажглось солнце?
- Когда образовалась расплавленная Земля?
- Сколько лет самым древним из известных камней? Где были найдены эти камни?
- Опишите раннюю атмосферу Земли.
