Схема геологической истории Земли

модель геологической эволюции Земли пока еще 

не разработана. Этой проблеме посвящено огром-

ное количество публикаций, например [Abbott et 

al., 2000; Board on Earth Sciences…, 2008; Condie, 

2001; Li, Zhong, 2009; Хаин, 2001; Allegre, Schneider, 

2005; Добрецов и др., 2001]. Здесь в обновленном 

варианте будем следовать модели истории Земли, 

сформулированной А.М. Никишиным, В.Е. Хаиным 

и Л.И. Лобковским в 1992 г. [Никишин и др., 1992; 

Никишин, Якубчук, 2002; Лобковский и др. 2004; 

Никишин, 2008]. На настоящее время наиболее реа-

листичной представляется следующий сценарий ее 

истории (рис. 1).

1. Около 4,6 млрд л.н. в ходе аккреции из роя 

тел силикатного и металлического вещества, газов 

и комет образовалась планета Земля. Длительность 

аккреции оценивается в 10–100 млн лет. Земля росла 

в ходе падения на родительское тело бесконечного 

количества тел разных размеров; начиная с какого-то 

радиуса растущей планеты падение тел стало приво-

дить к ее сильному ударному разогреву и плавлению 

внешних зон. К концу аккреции Земля была горячей 

и близкой к плавлению, а ее внешняя часть толщиной 

в сотни километров была расплавлена и образовывала 

так называемый океан магмы. В этих условиях плот-

ные металлические компоненты погрузились вниз и 

образовали металлическое, в основном железное жид-

кое ядро, а силикатное вещество — мантию. Основная 

часть воды не входила в состав полурасплавленного 

тела, а образовывала плотную атмосферу из пара и 

газов (в основном углекислого газа и азота).

2. Около 4,4–4,3 млрд л.н. поверхность Земли ста-

ла остывать из-за значительного уменьшения потока 

метеоритных тел. В этих условиях при охлаждении 

океана магмы на его поверхности появилась твердая 

кора — первичная кора Земли, возможно, базальто-

вого и ультраосновного состава. Поверхность Земли 

продолжала испытывать метеоритную бомбардировку 

и формировались многочисленные ударные кратеры 

разного размера. В местах падения астероидов про-

исходили излияния лав. Как только температура по-

верхности Земли стала меньше температуры кипения 

воды, на поверхность из протоатмосферы выпало 

огромное количество воды, образовав Мировой оке-

ан; какая-то часть воды выделилась на поверхность 

и из мантии при ее охлаждении и кристаллизации. 

Около 4,3 млрд л.н. на поверхности планеты при 

наличии горячей воды появились условия для воз-

никновения жизни в примитивных формах. Природа 

этого явления не ясна: жизнь была либо привнесена 

тем или иным путем из Космоса (что более вероят-

но), либо зародилась в ходе случайных химических 

реакций на Земле.

3. Около 4,3–4,0 млрд л.н. началась тектоника 

плит. Она зародилась в ходе сочетания разных фак-

торов: конвекционных течений в мантии и всплытия 

мантийных плюмов, пытавшихся смещать части ли-

тосферы; формирования участков с плотной литос-

ферой из-за наличия плотных лав ультраосновного 

состава (коматиитов), и эти части литосферы готовы 

были тонуть в нижележащую горячую и менее плот-

ную астеносферу (прообраз процесса субдукции). Так 

или иначе, около 4–4,3 млрд л.н. литосфера Земли 

разделилась на плиты, в зонах их раздвижения фор-

мировалась новообразованная океаническая кора, а 

в зонах сдвижения — обособились зоны субдукции и 

(или) скучивания литосферы. Над зонами субдукции 

и в местах тектонического скучивания и утолщения 

базальтовой коры начала формироваться магма анде-

зитового состава, ставшая основой для формирования 

вещества коры будущих континентов.

4. 4,0–2,5 млрд л.н. (архей) — господство текто-

ники плит и тектоники мантийных плюмов. Первич-

ная кора была полностью погружена в мантию или 

переплавилась. Над зонами субдукции стали возни-

кать вулканические дуги с базальтами и андезитами. 

Столкновение дуг привело к формированию первых 

участков (ядер) континентальной коры. В ходе этого 

этапа образовалось не менее 50–70% объема вещества 

современной континентальной коры. Мантия была 

более горячей, чем современная, и субдуцированная 

в нее литосфера быстро разогревалась, не приникая 

в нижнюю мантию. Из горячей мантии выплавлялось 

большое количество лав ультраосновного состава — 

коматиитов. Земная поверхность в основном была 

представлена водным океаном с корой базальт-

коматиитового состава, из которого на поверхность 

выходили многочисленные вулканические дуги, а 

также внутриплитные и межплитные вулканические 

плато. В океане существовала примитивная жизнь: 

в породах с возрастом ~3,8 млрд лет известны изо-

топные системы, формировавшиеся в биологических 

циклах, а в породах моложе 3,5 млрд лет найдены 

следы жизнедеятельности биоциантов. К рубежу 

2,5 млрд л.н. (к концу архея) в процессе столкнове-

ния многочисленных ядер с континентальной корой 

и крупномасштабного гранитоидного магматизма 

сформировались крупные континенты (или один — 

первый суперконтинент Кенорленд). Древнейшие 

континентальные озерно-аллювиальные системы 

известны в Южной Африке (2,8–2,9 млрд лет, серия 

Витватерсранд). В начале архея вода в океане была 

горячей, рубеж 2,4 млрд л.н. знаменуется первым 

известным глобальным Гудзонским оледенением 

(значит, к тому времени климат стал сопоставим с 

кайнозойским).

5. 2,5–0 млрд. л.н. (протерозой—фанерозой) — 

господство тектоники суперконтинентальных циклов 

на фоне непрерывной тектоники плит и тектоники 

мантийных плюмов. Общее охлаждение Земли при-

вело к тому, что субдуцированное вещество стало 

10 

ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 4. ГЕОЛОГИЯ. 2011. № 4

достигать низов мантии; это привело к упорядо-

чению всей системы конвекции в мантии и долго-

временным тектоническим суперконтинентальным 

циклам. Континенты непрерывно распадались и 

собирались, океаны раскрывались и закрывались, 

но на фоне кажущегося хаоса через каждые 750 млн 

лет образовывались относительно стабильные супер-

континенты, состоявшие почти из всех имевшихся 

континентальных масс (1750 млн л.н. — Колумбия, 

1000 млн л.н. — Родиния, 250 млн л.н. — Пангея). 

Менее стабильные во времени суперконтиненты 

образовывались, возможно, в середине суперконти-

нентального цикла (2125, 1375 и 625 млн л.н.). Общее 

охлаждение Земли приводило к постоянному увели-

чению среднего размера литосферных плит и к их 

некоторому утолщению. Состав океанической коры 

изменялся от коматиит-базальтового к базальтовому, 

уменьшалась толщина этой коры. В зонах коллизии 

континентов и на активных континентальных окраи-

нах непрерывно формировались горы, максимальная 

высота которых плавно увеличивалась. 

В ходе протерозоя—фанерозоя развивалась 

жизнь. Отметим важнейшие рубежи эволюции жиз-

ни: около 2 млрд л.н. — появление клеток с ядрами 

и многоклеточных организмов; 630–600 млн л.н. 

(венд) — широкое распространение многоклеточных 

морских бесскелетных организмов; 542 млн л.н. (на-

чало кембрия) — появление разных типов скелетных 

организмов; силур — появление растительности на 

суше и появление наземных животных.

За последние 2,5 млрд лет климат был отно-

сительно стабилен: эпохи глобальных потеплений 

сменялись менее продолжительными эпохами 

глобальных оледенений (0–10, 290–325, 445–455, 

625–700 млн л.н. и ранее).

Атмосфера в позднем протерозое стала содержать 

заметное количество кислорода и постепенно при-

ближалась по составу к современной.

жүктеу/скачать 1.85 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: