Какие эры выделяют в истории земли что означают их названия кратко
Геологические эры и хроники Земли
Для начала, давайте разберёмся, что такое эры Земли. На самом деле, это последовательность развития планеты и возникновения на ней жизни. Сюда относится формирование всего, начиная с ландшафта, флоры и фауны, и заканчивая происхождением самой жизни.
Современные теории и гипотезы рассказывают о том, что наша планета образовалась в результате приращения массы благодаря гравитационным силам. Другими словами некая материя расширилась, поглощая окружающее пространство. Со временем, когда она остыла, появилась внешняя кора. Затем за сотни миллионов лет происходило постоянное изменение и формирование.
Жизнь на планете Земля возродилась примерно 3,8 млрд лет назад. В то время, земная кора как раз сформировалась. Но сама жизнь, точнее первые живые организмы, появились в воде. Лишь через миллиард лет они впервые поднялись на поверхность.
В результате мы видим то, что мы видим. Однако процесс продолжается и мы принимаем в нём активное участие. Правда, сейчас не об этом. Поговорим не о будущем, а о прошлом нашего дома.
Земля в начале существования
Хроники нашей планеты
Поскольку история эволюции и развития жизни на Земле прошла огромный период, учёные умы разделили её на эры. В свою очередь, они (то есть эры) подразделили на периоды. Каждый отрезок времени отмечает значимые факты в общем формировании жизни.
Существует пять особенных эпох, о которых мы расскажем ниже.
Архейская эра Земли
Согласно истории, архейская эра Земли берет начало приблизительно 4,6 млрд лет назад. Тогда только происходило образование самой планеты. Безусловно, ни о какой жизни речи нет. Потому как в воздухе витал хлор, водород и аммиак, радиация зашкаливала, а показатель температуры составлял 80 градусов.
Как считают учёные, в это время Земля столкнулась с массивным космическим объектом. В итоге врезавшееся тело, а точнее то, что от него осталось, оказалось на околоземной орбите. Таким образом образовалась протолуна, ставшая нашим естественным спутником. Но это не все последствия удара. Резко увеличилась земная скорость вращения и наклон её оси. Как результат, появилась атмосфера, конденсат водяного пара, а затем и океаны. Где и родилась первая жизнь — бактерии.
Это важный момент в планетном развитии. Ведь благодаря всем процессам того времени, стала возможна будущая жизнь на Земле.
Протерозойская эра Земли
Собственно говоря, её длительность составила с 2,5 до 540 млрд лет назад. За это время сформировалась земельная почва и одноклеточные жители. Например, моллюски, черви и водоросли.
Сначала данной эпохи в воздухе также не было кислорода. Однако его начали выделять бактерии, живущие в воде. К тому же, у некоторых открылась способность к аэробному дыханию.
Палеозойская эра Земли
Она подразделяется на шесть периодов.
Кембрийский период
Он занимает промежуток 530-490 млн лет назад. Главным образом, за это время образовалась флора и фауна нашей планеты. Из-за всё ещё высокой температуры, на суше никто не мог жить. Только в океанских водах жили водоросли, моллюски и членистоногие.
Кембрийский период
Ордовикский период
Охватывает время с 490 по 442 млн лет назад. Океан продолжают пополнять новые жители: позвоночные, коралловые и губки. А вот на поверхности возникли лишайники и ранние членистоногие.
Силурийский период
Проходит с 442 по 418 млн лет назад и характеризуется возникновением растений на суше, а у членистоногих отмечается образование лёгочной ткани. Кроме того, у позвоночных формируется костный скелет и воспринимающие органы чувств. Более того, на данном этапе образуются климатические зоны и горы.
Силурийский период
Девонский период
Следующий этап (418-353 млн лет назад) отличается лесами. Да, да, особенно папоротниковыми. Водные просторы наполняют костные и хрящевые представители, а также амфибии, которые могли жить и на суше. Интересно, что в эту пору появились насекомые.
Каменноугольный период
Не менее важная стадия развития жизни, продолжавшаяся с 353 по 290 млн лет назад. Данная эра Земли отмечается рождением земноводных и опусканием имеющихся материков. Правда, в заключении температура на поверхности планеты сильно снизилась. В результате многие виды живых организмов погибли.
Лес каменноугольного периода
Пермский период
Как установили, он занимает время с 290 по 248 млн лет назад. Наконец-то, наблюдается возникновение пресмыкающих и, так называемые терапсиды, являющиеся предками млекопитающих. Из-за всё ещё высокой температуры на поверхности появились пустыни. Но и среди них смогли выжить папоротники и хвойные культуры.
Мезозойская эра
В свою очередь, она разделена на три временных зоны.
Триасовый период
Охватывает отрезок времени с 248 по 200 млн лет назад. Суша начинает делиться на континенты, появились млекопитающие и пополняется семейство растений.
Флора триасового периода
Юрский период
Скорее всего, вы о нём слышали. На самом деле, это время (200-140 млн лет назад) выделяется возникновением покрытосеменных растений и прародителей птиц.
Дилофозавр — представитель юрского периода
Меловой период
Затем следует временной промежуток с 140 по 65 млн лет назад. Теперь покрытосеменные являются основными растениями. А также развиваются высшие млекопитающие и птицы.
Конец мелового периода и вымирание динозавров
Кайнозойская эра Земли
Между прочим, и её разделили на три периода:
Интересно, что весь исторический путь планеты также делят на два основных периода:
Итак, мы выяснили какие эры и периоды формирования Земли были и какая эра проходит сейчас. Для уточнения, мы живём в кайнозойское время, а точнее в пору антропогена. Возможно, он закончится, но это не означает конец жизни.
То, как развивалась жизнь, без сомнения, очень важно, ценно и интересно для нас. Можно сказать, наша жизнь-результат всего того, что происходило с Землей и на ней. Будем надеяться, это сейчас мы наблюдаем очередной этап в её развитии и эволюции к более лучшей и развитой жизни.
Важно знать, понимать и ценить былое, а главное думать о нашей деятельности сейчас. Ведь она на прямую влияет на будущее всей планеты.
Деление истории Земли на эры и периоды
Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.
Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.
Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.
Существует пять эр:
Архейская эра
Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.
Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.
Протерозойская эра
Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.
Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.
Палеозойская эра
Палеозойская эра включает шесть периодов.
Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.
Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.
Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.
Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.
Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.
Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.
Мезозойская эра
Мезозойская эра делится на 3 периода:
Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.
Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.
Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.
Кайнозойская эра
Кайнозойская эра состоит из трех периодов:
Нижнетретичный период или палеоген (65 – 24 млн. лет назад). Исчезновение большинства головоногих моллюсков, появляются лемуры и приматы, позднее парапитеки и дриопитеки. Развитие предков современных видов млекопитающих – носорогов, свиней, кроликов и др.
Верхнетретичный период или неоген (24 – 2,6 млн. лет назад). Млекопитающие населяют сушу, водные просторы, воздух. Появление австралопитеков – первых предков людей. В этот период сформировались Альпы, Гималаи, Анды.
Четвертичный период или антропоген (2,6 млн. лет назад – наши дни). Знаменательное событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homo sapiens. Растительный и животный мир обрел современные черты.
Деление истории Земли на эры и периоды
Вопрос 1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?
Разделение истории Земли на этапы произошло после того, как геологи и палеонтологи сравнили между собой разноуровневые пласты осадочных пород и находящиеся в них окаменелости. Временные границы между эрами и периодами были установлены с учетом особенностей геологических процессов, климата, появления и исчезновения определенных групп живых организмов.
Вопрос 2. Когда возникли первые живые организмы?
Первые живые организмы возникли около 3,5 млрд лет назад. Это были анаэробные гетеротрофы, которые питались органическими веществами, содержащимися в «первичном бульоне».
Вопрос 3. Какими организмами был представлен живой мир в криптозое (докембрии)?
Криптозой состоит из нескольких эр. В архейскую эру Землю населяли первые анаэробные гетеротрофы; 3 млрд лет назад появились цианобактерии. В протерозойскую эру (2,5 — 0,5 млрд лет назад) в атмосфере накопилось достаточно кислорода, чтобы возникли первые аэробные организмы. В результате симбиоза разных групп древних простейших организмов сформировались эукариотические клетки, близкие к современным. В итоге в протерозое на клеточном уровне уже обнаруживаются все царства живых организмов (растения, животные и грибы). В последние 100 млн лет этой эры появилась многоклеточность; возникли губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски и, наконец, первые хордовые.
Вопрос 4. Почему в пермский период палеозойской эры вымерло большое количество видов амфибий?
В пермский период (285—230 млн лет назад) климат стал существенно холоднее и суше, чем в карбоне. Поэтому численность амфибий, которым вода необходима для увлажнения кожи и развития личинок, стала резко сокращаться. Многие крупные и гигантские виды быстро исчезли. В целом произошла довольно быстрая смена амфибий рептилиями, которые были гораздо лучше приспособлены к сухопутному образу жизни.
Вопрос 5. В каком направлении шла эволюция растений на суше?
Первыми растениями, появившимися на Земле, были водоросли, которые росли и развивались в океане. Первые наземные растения — псилофиты вышли на сушу в силуре(440—410 млн лет назад). Карбон (350— 285 млн лет назад) представлял собой царство споровых — папоротников, хвощей, плаунов. Их древовидные формы достигали в высоту 30—40 м и образовывали огромные леса. Первые виды голосеменных возникли в пермский период, и почти всю мезозойскую эру (230-67 млн лет назад) голосеменные доминировали на Земле. В меловом периоде (137—67 млн лет назад) появляются и быстро распространяются покрытосеменные. Они постепенно вытеснили споровых, существенно потеснили голосеменных и господствуют на планете в настоящее время.
В целом эволюция растений шла в сторону все большего приспособления к жизни на суше: развитие тканей (в том числе покровных, механических и проводящих), переход к оплодотворению, не зависящему от наличия воды, появление семян и плодов.
Вопрос 6. Охарактеризуйте эволюцию животных в палеозойскую эру.
Палеозойская эра (570—230 млн лет назад) разделяется на шесть периодов. В кембрии (570—500 млн лет назад) и ордовике (500—440 млн лет назад) в океане преобладают медузы и кораллы. Появляются древние членистоногие-трилобиты. Постепенно усложняются хордовые. В силуре образуются настоящие позвоночные — бесчелюстные рыбы, от которых произошли современные рыбы. На сушу выходят первые беспозвоночные — древние паукообразные.
В девоне (410—350 млн лет назад) господствуют хрящевые рыбы и уже появляются первые костные. Возникновение кистеперых и двоякодышащих рыб приводит к постепенному выходу позвоночных на сушу. Появляются первые амфибии, в том числе крупные стегоцефалы. В карбоне в лесах обитают первые крылатые насекомые, напоминающие гигантских стрекоз, и множество амфибий. В пермский период численность амфибий сокращается, и хозяевами суши становятся пресмыкающиеся.
Вопрос 7. Расскажите об особенностях эволюции в мезозойскую эру.
Мезозойская эра состояла из трех периодов. Триасовый период (230—195 млн лет назад) — это начало расцвета гигантских пресмыкающихся — динозавров. Появляются крокодилы и черепахи, а также первые млекопитающие; резко сокращается численность амфибий; почти полностью вымирают семенные папоротники (предки семенных растений).
В юрском периоде (195—137 млн лет назад) господствуют голосеменные растения. В океане появляются головоногие моллюски. В конце периода возникают археоптериксы и другие переходные формы между рептилиями и птицами.
В меловом периоде появляются высшие млекопитающие и птицы. Покрытосеменные растения постепенно вытесняют голосеменные и споровые. В конце периода происходит массовое вымирание динозавров.
Вопрос 8. Какое влияние оказали обширные оледенения на развитие растений и животных в кайнозойскую эру?
Четыре гигантских оледенения в антропогенный период (начался 1,5 млн лет назад) привели к появлению животных, приспособленных к суровому климату: мамонтов, шерстистых носорогов, овцебыков. Оледенения ускорили эволюцию и многих других млекопитающих (в том числе человека). После глобального потепления мамонты и значительная часть крупных копытных вымерли.
Оледенения привели к значительному обеднению видового разнообразия растений. Особенно это сильно проявилось в Евразии, где основные горные цепи (в отличие от Америки) идут в широтном направлении и многие виды растений при наступлении ледников были лишены возможности сместить свой ареал к югу.
Вопрос 9. Как вы можете объяснить сходство фауны и флоры Евразии и Северной Америки?
В течение длительного времени в антропогенном периоде Евразия и Америка были соединены участком суши в районе современного Берингова пролива. Благодаря такому «мосту» растения и животные широко расселились по всей территории единой суши. Лишь относительно недавно по геологическим меркам (10—12 тыс. лет назад) континенты разделились. Поэтому флора и фауна Евразии и Северной Америки в настоящее время сохраняют большое сходство. Другим примером из этой области является относительно недавнее формирование Панамского перешейка. Взаимное проникновение флоры и фауны Северной и Южной Америки протекает в настоящее время, поэтому животный и растительный мир этих двух соседних континентов сильно отличается.
Как получали названия геологические периоды Земли
В комментариях люди заинтересовались, почему назвали тот или иной геологический период.
Начнем разбираться, начиная с самого древнего периода. Заранее прошу прощения за крайне вольную транскрипцию греческих слов.
Архей так и переводится с греческого как “древний”.
Как мы видим, названия сильно зависят от того, кто исследовал и именовал части того или иного периода. Также существует еще несколько уровней разделения и группирования периодов.
пикабу полезный, только сегодня этот вопрос возник в голове
На недельку раньше надо было бы,коллега. Или праздник удался?
А палеоген, неоген и четвертичка от каких слов?:)
Большое спасибо! Очень интересно!
Когда Земля формировалась
Наплывы, деформации и прочее. О том, что творится с земной корой и как все это называется. К тому же это очень красиво. Смотрите сами.
Несколько самых красивых антиклиналей и синклиналей на планете.
Камни и образующие их минералы принимают на себя действующее на них напряжения и деформируются, порой создавая действительно впечатляющие геологические структуры, такие как трещины, разломы или складки
Антиклиналь представляет собой выпуклый изгиб последовательно напластованных слоёв, при котором внутренняя часть складки, или её ядро, сложена более древними породами, а внешняя — более молодыми
Геологический купол, когда длина и ширина её примерно одинаковы. Это антиклиналь изометрической формы с падением крыльев от центра. Длина равна ширине или не превышает её более чем в 2 раза.
Синклинальная складка — вид складчатых изгибов слоёв земной коры, характерный вогнутой формой, наклоном слоёв к оси и залеганием более молодых слоёв в осевой части и более древних на крыльях
Вы можете запомнить разницу, заметив, что антиклинали образуют форму буквы «А», а синклинали образуют основание буквы «S».
Моноклинали имеют наклонную и горизонтальную ветвь
Периклинали представляют собой складки типа бассейнов (внутренний наклон) или куполов (внешний наклон).
Изоклинали опускаются в том же направлении и под одним углом
А вот еще складчатая дислокация — это деформация горных пород, происходящая после их первоначального отложения, выражающаяся в виде изгибов без заметных разрывов.
Геологическая шкала
Геологическая шкала фанерозойского эона (с др. греч. явный + жизнь) — геологический эон, начавшийся ≈ 542 млн лет назад и продолжающийся в наше время. Характеризуется большим числом различных биологических видов и организмов обладающих минеральными скелетами, а также наличием сложных форм растений.
Изображение геологических процессов происходящих внутри Земли
Геологические периоды земли
Когда на северном полюсе росли тропические папоротники
История Северного Ледовитого океана до сих пор изучена не многим лучше Луны, и уж точно хуже практически любого другого места на самой Земле.
В этом посте речь об одном интересном событии в истории океана, открытие которого сильно повлияло на представления о климате Земли. Для изучения древнего климата в 2004 году практически около северного полюса была пробурена скважина ACEX (1).
Изучая осадки накапливавшиеся раньше в центре океана можно было сделать вывод о климате который в то время существовал на Земле. Отдельная тема как происходило это бурение – во время бурения около бурового корабля непрерывно плавали два атомных ледокола круша лед, чтобы он не помешал бурению и не сдвинул буровой корабль с одной точки.
Два ледокола и буровой корабль где-то в центре Северного Ледовитого океана. Вдали российский атомный ледокол Советский Союз, в середине шведский Один и вблизи датский буровой ледокол Vidar Viking (https://portalen.polar.se)
Эта скважина открыла много всего интересного об истории океана, но сейчас я остановлюсь только на событии Azolla. Что это такое – в осадках возрастом 49 млн. лет оказалось аномально огромное количество спор пресноводных папоротников вида Azolla (1). Сейчас этот папоротник свободно плавает в пресноводных тропических озерах по типу ряски нашей средней полосы.
Так выглядит современный представитель рода Azolla (ссылка)
Из этого сделали интересные выводы, что в определенный момент времени на поверхности Ледовитого океана периодами накапливался стабильный пласт пресной теплой воды и весь океан цвел как забытый аквариум (2). Сначала на этом интересном выводе исследователи остановились и взяли тайм аут для того чтобы полученную информацию переварить. Нет, о том что в Арктике в это время было тепло знали и раньше (находки остатков пальм и крокодилов в осадках этого возраста уже были известны), но теперь весь океан представлялся в определенный период условно пресным сверху морем изолированным от циркуляции остального мирового океана.
Таким представляется океан в эоцене во время или чуть раньше расцвета Azolla (ссылка).
Обратите внимание что Берингов пролив ещё не существует, а пролив Фрама ещё очень мелководный и узкий. При этом есть мелководный Тургайский пролив проходящий по современной Западной Сибири.
Затем произошел следующий этап переосмысления информации и теперь бедные папоротники оказались виновны в глобальном похолодании! Если заполнить весь Ледовитый океан (в его площадях 49 млн лет назад) «ряской», то окажется что её количества будет достаточно чтобы связать половину CO2 из атмосферы того времени и стать триггером начала глобального похолодания, которое медленно дошло до современных температур (3). То есть Azolla виновата в том, что сейчас жители Архангельска не могут кушать манго с ветки у себя на даче (хотя кто знает как пошла бы эволюция в этом случае). Даже существует некий Azolla Foundation, призывающий всех выращивать Azolla для понижения уровня CO2 в атмосфере.
Этап похолодания для этого времени был известен задолго до бурения скважины, но причины похолодания были под большим вопросом, а теперь нашелся очередной теоретический виновный.
Но в марте этого года вышла статья в Scientific reports в которой авторы отчасти снимают с Azolla такие обвинения. Представляя материалы по скважине находящейся в противоположном конце океана они обосновывают что по большей части океан был обычным соленым и ряска, скорее всего, сносилась с суши, а скважина пробуренная на северном полюсе наверное характеризует небольшое сезонно пресноводное озеро, которое может быть и цвело. Дополнительная проблема в том, что рост матов на поверхности воды возможен только в спокойных озерах без существенного волнения, а представить себе отсутствие штормов и даже небольших волн на озере размера Северного Ледовитого океана очень сложно (4).
Так что с окончательным ответом? А его нет:-)
Что мы знаем точно: во-первых в Арктике 49 млн. лет назад было весьма тепло и комфортно, во-вторых откуда-то там брались огромные количества спор папоротников. Росли ли они на поверхности океана, или не росли, или росли на поверхности небольшого озерца около большого океана. Поглотили они огромное количество CO2 из атмосферы и вероломно переломили наш климат из теплого в сторону холодного или просто отцвели и безвестно вымерли, на это однозначного ответа нет. И это даже замечательнее, потому что впереди ещё много нового:-)
P.S. Такие темы заслуживают большего количества информации, но читать её в пределах одного поста наверное будет утомительно. Размер поста прямо пропорционален корректности формулировок, поэтому мне необходимо ваше мнение, делать посты длиннее, информативнее и корректнее или наоборот короче и более неформальные?
Вот статьи если кому интересно:
3) Bujak, J. P. & Bujak, A. The Arctic Azolla Event. Geoscientist 24, 10–15 (2014).
4) Neville, L. A., Grasby, S. E., & McNeil, D. H. (2019). Limited freshwater cap in the Eocene Arctic Ocean. Scientific reports, 9(1), 4226.
Тайна земных капель. Земную мантию пронзают таинственные структуры размером с континент
Примерно на полпути от ваших стоп к центру Земли две горы из горячей сжатой породы пронзают внутренности планеты — каждая размером с континент.
дополнение к посту, основанное на новых открытиях.
Исследователи, заглядывающие внутрь Земли, обнаружили две структуры размером с континент, которые переворачивают нашу картину мантии. Что их существование может означать для нас на поверхности Земли?
Что лежит ниже? Вырез Земли вниз к жидкому ядру показывает вращающуюся мантийную скалу (темно-синего цвета). Сделанное из численной модели конвекции, изображение показывает таинственные структуры под Тихим океаном, которые, как полагают некоторые исследователи, являются ключом к раскрытию тайн прошлого Земли (светло-голубой). Предоставлено: Mingming Li / Аризонский государственный университет.
Приблизительно в 2000 километрах под нашими ногами огромные массы горячего мантийного материала сбивали ученых с толку в течение последних 4 десятилетий.
Капли, как их называют некоторые ученые, размером с континент и простираются в 100 раз выше, чем гора Эверест. Они сидят на дне каменистой мантии Земли над расплавленным внешним ядром, местом, настолько глубоким, что элементы периодической системы сжимаются до неузнаваемости. Капли сделаны из того же материала, что и остальная часть мантии, но они могут быть более горячими и тяжелыми и содержать ключ к раскрытию истории прошлого Земли.
Ученые впервые заметили капли в конце 1970-х годов. Исследователи тогда изобрели новый способ исследования Земли: сейсмическая томография. Когда землетрясение сотрясает планету, оно испускает волны энергии во всех направлениях. Ученые отслеживают эти волны, когда они достигают поверхности, и вычисляют, откуда они пришли. Глядя на время прохождения волн от многих землетрясений, взятых из тысяч приборов по всему земному шару, ученые могут реконструировать картину внутренней части Земли. Процесс аналогичен тому, как врач использует ультразвуковое устройство для изображения плода в утробе матери.
Капли сидят на внешнем ядре. Sanne Cottaar
Как только исследователи начали формировать картину внутренней Земли, они начали видеть вещи, которые они никогда не воображали.
Существует мало сомнений в том, что капли существуют, но ученые не знают, что они такое. В недавней газете говорилось, что капли «остаются загадочными». Ученые не могут даже решить, как их назвать. Они имеют много названий, чаще всего LLSVP, что означает большие провинции с низкой скоростью сдвига.
К счастью, технологические достижения в области обнаружения крошечных колебаний на Земле, а также усилия по оснащению большего количества мест инструментами продвигали поле вперед. Несколько недавних исследований в области передовых технологий привносят новые идеи в таблицу.
Незнание плотности сгустка оставляет много «дверей открытыми».
Большая часть тайны капель зависит от того, как точно определить, из чего они сделаны. Большинство сейсмических показаний не могут определить плотность материала, потому что изменения скорости волны зависят от множества факторов, таких как состав породы. Не знание плотности оставляет многие «двери открытыми», сказал физик-минерал Дэн Шим из Университета штата Аризона.
Исследователи предполагают, что капли могут питать горячие точки вулканов, которые образуют цепочки океанских островов, такие как Гавайи. И другие ученые задаются вопросом, могли ли сгустки питать супервулканы в прошлом, потенциально способствуя крупнейшим событиям исчезновения Земли. Но Шим сказал, что пока плотность капель не будет понятна, «мы не можем перейти к следующему уровню вопросов».
Вулкан Килауэа на Большом острове на Гавайях происходит из вулканического очага, который, как считают ученые, может быть связан с каплями.
Два недавних исследования, которые нашли способ измерения плотности без традиционных сейсмических методов, предлагают более сложную картину, чем раньше.
Когда Солнце и Луна притягиваются к Земле, вся планета изгибается и растягивается. Дважды в день земная кора поднимается и опускается вместе с приливами. Хотя мы больше знакомы с приливами океана, на твердой Земле действуют те же силы, что и в наших океанах. Когда Солнце и Луна притягиваются к Земле, вся планета изгибается и растягивается. В некоторых местах поверхность Земли поднимается и опускается на целых 40 сантиметров.
Ученые могут отслеживать это движение, используя высокочувствительные измерения GPS. Группа исследователей во главе с Лингуо Юанем из Academia Sinica в Тайване проанализировала измерения, сделанные GPS-станциями по всему миру в течение 16 лет, и обнаружила, что прилив Земли оказался не таким, как они ожидали: казалось, что он находился вдали от места, где были пятна. расположен. Приливы, которые они написали в своей статье 2013 года, «дают важную информацию о глубине твердой Земли».
Лау создал десятки моделей, чтобы объяснить перекос земных приливов и сравнил их с данными Юаня. Она обнаружила, что модели, которые соответствуют данным реального мира, лучше всего были с каплями, более плотными, чем окружающая мантия. Эти результаты, опубликованные в журнале Nature в 2017 году, утверждают, что сгустки имеют своего рода «композиционные различия», чем остальная часть мантии.
Между тем, другое исследование показало противоположность тому, что обнаружило исследование Лау.
Многие сейсмологи анализируют волны, выходящие из Земли, но не все волны действуют одинаково. Изображения, которые отображают внутреннее пространство Земли, используют так называемые объемные волны. Подобно звуковым волнам, которые проходят через атмосферу от чьего-то рта к уху другого человека через комнату, эти волны распространяются по Земле от одного места к другому.
В недавнем исследовании Коулмейер выбрала тип нормальных мод, называемых модами Стоунли, которые вибрируют в зависимости от плотности капель. Ее команда проанализировала записи о движении грунта в дни после землетрясений большой силы в поисках низкочастотных колебаний стоячих волн. Сравнивая свои результаты с моделями, они обнаружили, что капли должны быть менее плотными, чем окружающая мантия, чтобы объяснить несколько ограничений, таких как форма ядра.
«На самом деле я не беспокоюсь об этом кажущемся противоречии.
Когда спрошено, как эти два исследования согласуются, исследователи предположили, что оба документа могли быть правильными».
Капли получили свое прозвище отчасти из-за их мягкой, комковатой формы на картах сейсмической томографии. Но что, если их структура была на самом деле более деликатной?
В сейсмической томографии исследователи сталкиваются с аналогичными проблемами. Капли получили свое прозвище отчасти из-за их мягкой, комковатой формы на картах сейсмической томографии. Но что, если их структура была на самом деле более деликатной? И может ли знание формы капель лучше помочь исследователям ограничить их плотность?
В декабре прошлого года докторант Мария Цехмистренко из Оксфордского университета представила некоторые из наиболее показательных изображений сооружений на сегодняшний день. На одном из заседаний на осеннем собрании AGU’s Fall Meeting Цехмистренко показала свои карты сейсмической томографии, на которых показано, что около половины капли находится под Африкой. Изображения получены из обширного проекта сейсмометра, который установил датчики на дне океана вокруг Мадагаскара.
Используя набор различных типов волн, Цехмистренко обнаружила неровные и угловатые стороны капли и ее плюмов над ним, показывая очень мало мягкости, предложенной более ранними томографическими картами. В совокупности вся структура выглядит как дерево, которое разветвляется до вулканов горячих точек на поверхности, говорит сотрудник Цехмистренко Карин Сиглох.
Изображение сейсмической томографии от Марии Цехмистренко
Сейсмико-томографическое изображение части африканского сгустка и выходящих из него мантийных плюмов (слева). Капля, называемая LLSVP, находится у основания мантии, и области скорости медленной волны над каплей могут указывать на плюмы или апвеллинг. Упрощенное изображение структур показано справа. Предоставлено: Мария Цехмистренко
«Very 3D», добавила она.
Гарнеро, увидевший эту презентацию, сказал, что это «лучшая презентация внутренних изображений Земли, которую я видел в AGU». Он добавил, что ученые, изучающие движение внутренней Земли, называемые геодинамиками, могут быть взволнованы, чтобы получить в свои руки изображения полученные Цехмистренко.
Выдвигаемые учеными идеи о том, как могут выглядеть мантийные шлейфы, приведены в нескольких примерах из литературы (Morgan, 1971, https://doi.org/10.1038/230042a0 ; Foulger et al., 2000, https://doi.org/ 10.1046 / j.1365-246x.2000.00245.x; Torsvik et al., 2010, https://doi.org/10.1038/nature09216 ; French and Romanowicz, 2015, https://doi.org/10.1038/nature14876 ). Предоставлено: Мария Цехмистренко
Например, физики-минералы измеряют, как волны проходят сквозь камни под необычайным давлением, чтобы улучшить сейсмологические модели. Геохимики прочесывают Землю, чтобы собрать камни из вулканов, в поисках улик уникальных химических резервуаров, которые могут быть связаны с каплями. И разработчики моделей создают сложные сети кода, чтобы развернуть историю мантии в течение миллиардов лет, симулируя, как капли образовались.
«Мы буквально не знаем, кто они, откуда они родом, как долго они здесь или что они делают».
специально для Пикабу перевел FlorianGeyer
PS баянометр предлагал какую-то дичь
Как выглядит самый редкий в мире драгоценный камень
В 1956 году в Мьянме британский геолог Артур Пейн нашел необычный коричнево-красный камень. Проводя исследования минерала на протяжении нескольких лет, ученый обнаружил в нем алюминий, бор, ванадий, кальций, кислород, хром и цирконий.
Найденный кристалл назвали в честь его открывателя — пейнит. Драгоценный камень моментально привлек внимание коллекционеров со всего мира, особенно учитывая тот факт, что всего было найдено около 30 экземпляров. Это также повлияло на цену минерала, сделав его самым редким и дорогостоящим камнем в мире. Его официально занесли в Книгу рекордов Гиннеса.
На сегодняшний день огранено не более 10 экземпляров пейнита. Большинство камней находятся в частных коллекциях и лишь три — в музеях. Драгоценными образцами редкого камня обладают Британский музей естествознания, Калифорнийский институт технологии и Научно-исследовательская лаборатория драгоценных камней в Люцерне.
Как выглядела бы Церера на Земле?
На первый взгляд, пустынный безжизненный ландшафт Цереры не имеет ничего общего с земным. Карликовая планета, которая расположена в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, также уступает нашей планете в массе и размерах.
Но эти два тела, Церера и Земля, сформировались из похожих материалов Солнечной системы. Изучив тысячи изображений с космического зонда NASA «Dawn», который находится на орбите Цереры с 2015 года, ученые заметили множество особенностей на карликовой планете, которые выглядят как образования, существующие на Земле. Рассматривая сходные черты на разных телах, мы можем больше узнать о происхождении и эволюции этих тел.
Когда грунтовые воды на Земле замерзают, они могут подниматься вверх, вспучивая лежащую сверху почву. Такие куполообразные структуры называются «бугры пучения» или «пинго». Они встречаются как Земле, так и на поверхности Цереры.
Кратер Панум у подножия гор Сьерра-Невады в Калифорнии имеет закругленные края и разломанные вершины, которые напоминают учёным купол Cerealia. Оба купола Панум и купол Cerealia расположены внутри углублений. Лассен-Пик в Калифорнии, лавовый купол, также имеет подобную форму, как и купола в кальдере на горе Сент-Хеленс в штате Вашингтон.
Церера изобилует кратерами, большими и малыми, но на ее поверхности также есть цепочки мелких чашеобразных или эллиптических ям, которые не были результатом ударов. Они образовались благодаря разломам в недрах. Когда трещины и разломы оставляют после себя пустое пространство под поверхностью, сыпучий материал падает сверху, образуя ямы на поверхности. На Земле подобные структуры есть в Исландии, к северу от кальдеры Крабла.
Что вы увидите на пути к центру земли?
Проведите мысленный эксперимент и отправьтесь к центру земли. Придется немного поднапрячь воображение, ведь на пути вас ждут кристаллы размером с города и моря из жидкого металла.
Перевод от проекта Newочём.
Если бы вам удалось прокопать тоннель прямо сквозь Землю, то теоретически, в результате свободного падения, вы смогли бы достичь центра планеты всего за 18 минут. Естественно, это невозможно: подобный тоннель должен был бы выдерживать такие же высокие температуры, как на поверхности Солнца, и давление в 3,5 миллиона раз выше, чем на поверхности Земли. Ни один из существующих на данный момент материалов не способен противостоять столь агрессивной среде. На сегодняшний день мы смогли уйти вглубь всего на 12 километров. Но просто предположите, что бы вы нашли, пробурив тоннель до самого центра Земли? Многое из того, что мы знаем о внутреннем устройстве нашего мира, в особенности о самых потаенных его местах, было открыто совсем недавно. Итак, отважный путешественник, вот с чем ты столкнешься на своем воображаемом пути.
Полет сквозь земную кору — самый дальний от центра каменный панцирь — занял бы всего одну минуту. Толщина внешней оболочки нашей планеты составляет лишь 35 км и 1% от всей массы Земли. Существует два вида коры. Континентальная кора состоит из самых легких горных пород, вроде гранита, и образует материки, лежащие на более твердых породах. Самые древние породы, найденные на поверхности, достигают возраста 4,4 млрд лет — это так называемые «псевдоамфиболиты», обнаруженные в Канаде, на берегах Гудзовова залива. Они затвердели вскоре после формирования Луны, и если бы вам удалось попасть в то время, вы смогли бы понаблюдать за действующими вулканами на поверхности Луны. Исследования самых древних пород показали, что молодая Земля недолго оставалась похожей на ад; она быстро остыла и почти с самого начала существования была покрыта огромными океанами. Все, что когда-либо создавало человечество, сделано из добытых в коре металлов и минералов. Исключение составляют алмазы — они доходят до нас с гораздо большей глубины.
Так называемая океаническая кора, будучи гораздо моложе континентальной, постоянно образуется у срединно-океанических хребтов, один из которых делит пополам Атлантический океан, откуда разносится большими пластами базальта. Они — движущая сила перемещений материков. На этих плитах часто образуется толстый слой осадочных пород. Но их жизнь на поверхности Земли довольно коротка — не более 200 млн лет, отжив которые, эти базальтовые пласты вновь станут расплавленным камнем., Такие океанические плиты тяжелее континентальной коры, они вдавливаются обратно в глубь Земли, под континенты, принося туда холод, осадочные породы и значительные изменения, что называется субдукцией.
Вместе с вами базальтовая плита преодолевает земную кору и попадает в мантию — самую большую часть нашей планеты, составляющую около 82% объема и 65% ее массы. Именно в мантии — вся археология нашей планеты, там же протекают недавно открытые процессы и располагаются структуры, которые могут быть необходимы для существования жизни на Земле. В действительности, ученые только начинают понимать, что условия для образования жизни созданы не только Солнцем высоко в небе, но и тем, что происходит в глубине планеты.
По мере того как плита опускается, давление возрастает; она становится ломкой, так как порода вокруг горячее. Вследствие этого плита трескается и сдвигается, что влечет за собой мощнейшие землетрясения. Япония — самое сейсмоопасное государство — находится как раз над тем местом, где происходит процесс субдукции Тихоокеанской плиты с континентом. Когда порода опускается еще глубже, температура и давление поднимаются до отметки, которую камень уже не выдерживает. Он нагревается так сильно, что плавится, будто пластик. Это значит, что на глубине нескольких сотен километров землетрясения прекращаются. Содержащие воду минералы разрушаются, высвобождая жидкость. Вода, испаряясь, поднимается вверх и достигает мантийных пород. Это приводит к понижению их температуры плавления — в некоторых случаях почти на 400°. Став менее вязкой, порода пробивается к поверхности. Вот почему на расстоянии около ста километров от зоны субдукции расположено множество молодых вулканов.
Мантия, как правило — и это в целом верно для всей Земли — состоит из четырех элементов: кислорода, кремния, магния и железа. Их атомы формируют решетчатые структуры, образующие под действием давления еще более плотные соединения. Многие годы интерес представлял только верхний слой мантии, так как считалось, что ниже давление и жар сжимали породу так сильно, что разрушали любые структуры. Результатом подобного процесса стала бы однородная каменная масса, которая опускалась бы вниз до тех пор, пока не достигла границы внешней части ядра.
Сейчас нам известно, что мантия гораздо активнее, чем мы думали. Несмотря на то, что она состоит из твердых пород, она медленно перемещается вместе с опускающейся и поднимающейся породой. Некоторые ученые верят, что существуют так называемые мантийные плюмы, которые пробиваются к поверхности планеты, и что каждые несколько сотен миллионов лет на Землю извергается огромное количество лавы, уничтожающее все живое на своем пути.
С помощью сложных анализов рожденных землетрясениями ударных волн, рассеивающихся в глубине Земли, ученым удалось обнаружить в основании мантии четыре гигантских образования. Две области, выглядящие опускающимися и относительно прохладными, расположены под западной частью Америки и югом Евразии. Другие две — большие и таинственные, с высокой средней плотностью — расположились под Африкой и Тихим океаном. Африканский регион возвышается над границей между ядром и мантией более чем на тысячу километров, а Тихоокеанская часть лишь немного ему уступает. Вдвоем они охватывают половину планеты. Им даже дали имена в честь геологов-первопроходцев У. Джейсона Моргана и Тузо Вилсона. Некоторые ученые считают, что эти поистине гигантские образования, каждое из которых достигает 15 тыс. км в диаметре, являются подземными материками нашей планеты. Проведенные исследования позволяют предположить, что они довольно древние и сформировались 4,4 млрд лет назад, в самом начале зарождения Земли. Последние данные свидетельствуют о том, что края Тузо и Джейсона оказались острыми, и ученые выстраивают предположения, что они смещают породу вверх, так что то, что когда-то опустилось к нижней мантии, может снова подняться на поверхность миллиарды лет спустя.
На пути к центру Земли вы дойдете до границы нижней мантии примерно через 8 минут. А затем приготовьтесь к самому невероятному моменту за все путешествие. Больше нигде вы не увидите настолько резкую смену «декораций». На глубине 2890 км, прорвавшись через твердую часть нашей планеты, вы внезапно обнаружите целое море жидкого металла температурой в 5000°C. Это — внешняя часть ядра, она составляет примерно 10% объема Земли и 27% ее массы. Размеры ее можно сопоставить с размерами Марса.
Представьте, что наша капсула как будто зависла прямо над самой границей раскаленной добела нижней мантии, а затем, пролетев еще буквально пару десятков метров, погружается в расплавленный металл внешней части ядра. Как будто сделав шаг от чуть-чуть неровного склона горы, тут же ныряешь в океан. Вы миновали твердую часть нашей планеты и теперь следующие 2 тыс. км вы будете погружаться в жидкий металл — мрачное море с неспешными течениями, штормами и вихрями, раздираемое магнитными и электрическими полями.
Если бы вы надели немыслимо прочные защитные перчатки, вы бы смогли зачерпнуть горсть, и металл бы просочился между пальцами как вода. Влияние этой части планеты распространяется и за ее пределы: из-за перемещения потоков возникает магнитное поле Земли — наш величайший защитник. Без него жизнь на Земле была бы невозможна, ведь магнитное поле ограждает нас и от губительного солнечного ветра, и от частиц из глубокого космоса. У Марса нет подобной защиты и из-за этого планета потеряла большую часть своей атмосферы.
Время от времени с потоками внешней поверхности ядра что-то происходит. Их движение, кажется, становится хаотичным, и они больше не способны создавать столь сильное магнитное поле. На поверхности его сила уменьшается на 10% от изначальных показателей.
Требуются десятки тысяч лет, чтобы движение потоков пришло в норму, а прежняя сила магнитного поля восстановилась. Но к тому времени происходит смена магнитных полей: север становится югом и наоборот. Такое уже много раз происходило и жизнь на планете сохранилась. Сейчас ничто не указывает на подобные процессы, но когда-нибудь человечеству обязательно придется с этим столкнуться.
Еще через восемь минут падения вы достигнете величайшей тайны нашей планеты — суперплотного шара из железа и никеля, раскаленного до температуры поверхности Солнца. Его высокая плотность обосновывается тем, что давление в центре планеты в миллион раз выше, чем на поверхности. Перед вами кристаллизованное ядро, составляющее всего 0,5% от объема нашей планеты, что сравнимо с размерами Луны, и почти 2% от ее массы, а также являющееся самым странным объектом, с которым когда-либо сталкивалась наука.
Представьте себе объем воды во всех мировых океанах, затем умножьте это на пять, и вы получите объем внутреннего ядра Земли. Собирать информацию о нем довольно сложно, но именно это является маленькой целью ученых-сейсмологов. Сложность заключается в том, что лишь малая часть сейсмических волн достигает ядра, и это уже не говоря о том, что лишь некоторые из них возвращаются на поверхность, чтобы показать, через что они прошли. Разрабатываются новые методы для обнаружения слабых и незаметных волн, проходящих сквозь внутреннее ядро. При правильной обработке станет возможным идентифицировать исходящие от ядра слабые сейсмические волны, однако чем больше мы их изучаем, тем с большим количеством вопросов сталкиваемся.
Этот железный мир просто плавает в металлическом море и абсолютно точно ни с чем больше не связан. Есть даже признаки, указывающие на то, что скорость его вращения несколько отличается от скорости вращения Земли, а само ядро на многие километры смещено от ее центра.
Одни считают, что граница между внутренним и внешним ядром волнообразная и мягкая, с растущими в древовидной форме железными кристаллами, и похожа на огромное железное дерево, раскинувшее ветки с подобием железной кашицы между ними. Другие полагают, что лишь несколько сотен километров внутреннего ядра состоят из маленьких кристаллов железа, в то время как внутри него они могут сливаться в огромные кристаллы, совмещенные с общим магнитным полем Земли.
Эти кристаллы — феномен, невидимые чудеса Солнечной системы. Проплыви вы мимо них, своим строением они бы напомнили вам базальтовые колонны Мостовой гигантов из расположенного в Северной Ирландии графства Антрим, только в тысячи раз длиннее и шире. Один такой кристалл по ширине был бы сравним с городом, а по длине — с расстоянием между Лондоном и Бирмингемом!
Но самая большая загадка в том, что внутреннее ядро здесь новичок: последние расчеты показывают, что оно образовалось всего 500-1000 млн лет назад и выросло из маленького кристалла железа. Оно продолжает расти со скоростью в 0,5 мм в год и через миллиард лет сможет отключить магнитное поле Земли.
Мы никогда не достигнем центра Земли. Условия настолько суровы — 6000 градусов по Цельсию и давление в 3,5 миллионов атмосфер, — что не будут предприняты даже попытки это сделать. Возможно, это навсегда останется загадкой. Ученый, принимающий участие в исследованиях внутреннего ядра Земли, сказал мне: «Чем больше данных мы получаем, тем запутаннее все становится. Мы сталкиваемся все с большим количеством трудностей, и чем больше мы делаем для их решения, тем меньше мы понимаем».
Другие переводы зарубежных СМИ от Newoчём: Вконтакте, Telegram