gototopgototop

Солоноватые океаны и атмосфера без кислорода

Молодость нашей планеты поражает не только чрезвычайно активными тектоническими движениями, грандиозностью геологических преобразований. Неповторимость того времени проявилась также в специфике гидросферы и атмосферы.

Непривычную для нас обстановку застали бы мы на Земле 3,5—2 миллиарда лет назад. Первое, что бросилось в глаза, — это обширные океанические пространства, разделенные архипелагами островов. Тут и там над архейскими океанами возвышались конуса вулканических гор, разбросанные группами и по одиночке. Привычные континенты — крупные массивы суши — нам вряд ли удалось бы обнаружить. Они появляются только в самом конце архея, после проявления кеноранской эпохи диастрофизма, и разрастаются уже в протерозое. Крупные размеры континенты приобретают лишь в среднем протерозое, после образования древних платформ, объединившихся в Лавразию и Гондвану. Это были голые, гористые пустыни с довольно разветвленными речными артериями.

Вода архейских океанов была, вероятно, слабо солоноватая. По мнению академика Н. Страхова, концентрация солей в них не превышала 2,5%, тогда как соленость современных океанических вод в среднем составляет 3,5%. В химическом составе вод преобладали элементы, выносимые из гранитного слоя коры. Отсутствие океанической растительности и организмов, усваивавших кремнезем (таких, например, как современные диатомовые водоросли, радиолярии, губки), приводило к накоплению его в морской воде и осаждению. Поэтому в древних толщах много кремнистых пород типа кварцита.

Необычной была и атмосфера. В архее и в первой половине протерозоя она была практически бескислородной. Заметное количество кислорода появилось в атмосфере позже, в конце протерозоя, как результат фотосинтеза растений. Тогда же в атмосфере преобладали углекислота, водород, аммиак. Содержались также азот, сероводород, редкие газы. Атмосфера обладала восстановительным характером и гораздо меньшей плотностью, чем современная.

Естественно возникает вопрос: на основании чего можно делать такие выводы? Не является ли это фантазией? Оказывается, что изучая реликтовые газы в минеральных включениях кварцевых пород, образовавшихся в океанах архея и протерозоя, можно установить содержание газов в морской воде и состав атмосферы того времени. Такие исследования проведены учеными и Ю. П. Казанский, например, доказал, что в обломках кварцитовых пород архейского возраста концентрация углекислоты равна 44,2%, кислорода 5,5%, редких газов 19,0%. В породах протерозоя эти значения соответственно равны: 34,5; 13,7; 51,8%; в палеозойских породах 7,6; 18,0; 74,4%. В современной же морской воде углекислоты содержится 3,2%, кислорода 34,1%, редких газов 62,7%. Отсюда следует, что от архея до наших дней происходит неуклонное увеличение в гидросфере и атмосфере кислорода и редких газов и уменьшение углекислоты.

Специфика гидросферы и атмосферы архея и раннего протерозоя определила и своеобразный комплекс осадков и полезных ископаемых того времени: широкое развитие получили кремнистые породы (кварциты и джеспилиты). Джеспилиты, представляющие собой железистые кварциты, встречаются в колоссальном изобилии в древних толщах, но практически отсутствуют в среднем, позднем протерозое, в палеозойских и более молодых отложениях. Часто джеспилиты образуют высококачественные железные руды. Месторождения железа такого типа известны в районах Курской магнитной аномалии, Кривого Рога, в Северной Америке, в Африке. Содержание железа в таких рудах составляет до 62%. О масштабах железонакопления архея и раннего протерозоя можно судить по установленным запасам железных руд: запасы древних руд оцениваются в 3000 миллиардов тонн, тогда как запасы железных руд последующих эр не превышают 135 миллиардов тонн.

Среди осадочных пород раннего протерозоя сравнительно широко развиты известняки и доломиты.

Интересно, что в древних толщах практически отсутствуют каменная соль, ангидриты, гипс, фосфориты. Причины этого пока полностью не выяснены. Остается добавить, что все осадочные породы архея и раннего протерозоя обломочного или химического происхождения. Отложения, образование которых связано с жизнедеятельностью растений или организмов (уголь, нефть, органогенные известняки и др.), полностью отсутствуют.

Несмотря на большие масштабы образования осадочных отложений в древних океанах (имеются в виду также и те метаморфические породы, которые образовались из осадочных), они составляют лишь 40% от общего объема пород архея. В среднем протерозое их удельный вес уже достиг 80%. Остальная часть приходится на долю магматических образований. Это еще раз свидетельствует о том, что к среднему протерозою магматические процессы резко уменьшились, о чем можно судить по сокращению объема магматических пород с 60% до 20%.

 
Сейчас 2 гостей онлайн
Joomla 1.5 Templates by JoomlaShine.com