Дискуссия о том, как образовались железные руды типа Кируна, продолжается уже полтора столетия. За это время были высказаны, пожалуй, все возможные гипотезы происхождения этих гигантских по запасам залежей руд апатит-магнетитового состава, которые и сегодня обеспечивает более 90% объемов производства железа в Европе. Недавнее объемное исследование изотопного состава железа и кислорода магнетита руд типа Кируна из месторождений трех континентов вносит некоторую определенность в один из самых спорных вопросов рудной геологии, подтверждая магматическую версию их происхождения.

Древнейшие из известных полосчатых железистых кварцитов относятся к раннему архею, являясь одними из самых древних осадочных пород на Земле. Несмотря на такой солидный возраст, основная гипотеза их происхождения — биогенная. Предполагается, что обогащенные оксидом железа слои кварцитов возникли в результате жизнедеятельности цианобактерий, но однозначных свидетельств этого нет. Международный коллектив геологов, исследовав собранные по всему миру образцы этих пород, предложил новые критерии проверки этой гипотезы, согласно которым графит образовался как при метаморфизме древнейших осадочных пород, предположительно содержавших органику, так и при более поздних процессах. На основе этих критериев предложена методика обнаружения возможных признаков жизни в древнейших породах.

С тех пор как стало известно, что вокруг многих звезд вращаются планеты, в том числе и похожие на Землю, не утихают споры о том, может ли там существовать жизнь. Естественное требование: экзопланета должна быть в зоне обитаемости, чтобы на ней могла существовать жидкая вода. Но у красных карликов — самого распространенного типа звезд в нашей Галактике, к которому относится и ближайшая (помимо Солнца) к нам звезда Проксима Центавра, — зона обитаемости маленькая и находится очень близко к звезде. Учитывая высокую активность красных карликов, это означает, что уровень радиации на поверхности экзопланеты должен быть очень высоким. Однако проведенное учеными из США моделирование условий на таких экзопланетах показало, что интенсивность УФ-излучения на них ниже, чем она была на Земле ранних этапах развития жизни.

Современные сейсмические методы изучения внутреннего строения Земли позволяют не только обнаружить границы между глубинными оболочками нашей планеты, но и фиксировать неоднородности внутри них. И если в пределах верхней мантии зоны различной плотности и температуры фиксируются достаточно успешно, то для нижней мантии эта информация до последнего времени была фрагментарной. Построенная международным коллективом геофизиков глобальная модель распространения поперечных сейсмических волн с учетом их поляризации показала, что следы субдуцирующих литосферных плит обнаруживаются в верхней части нижней мантии и что в этих местах наблюдается анизотропия плотности и температуры вещества.

Фиксируемый в последние десятилетия рост средней температуры климатической системы Земли происходит неравномерно. Метеорологические наблюдения указывают, что рост температур в Арктике идет в два раза быстрее, чем на остальной планете. Как это скажется на климате в других регионах? Частично на этот вопрос отвечает выполненное американскими и бельгийскими геологами и климатологами моделирование климатических условий раннего и среднего голоцена, указывающее, что потепление, происходившее 11–8 тыс. лет назад в арктическом регионе, создало предпосылки для засухи в средних широтах.

История климатических изменений Земли за последние 2,6 млн лет — это непрерывное чередование ледниковых периодов и межледниковий. Регулярная смена холодных периодов более теплыми объясняется колебаниями количества солнечного излучения, достигающего Земли, и связана с периодическими изменениями параметров земной орбиты. В промежутке 2,6–1,25 млн лет назад ледниковые циклы длились по 41 тыс. лет. Однако в середине плейстоцена (между 1,25 и 0,7 млн лет назад) произошел какой-то сбой в «климатической машине», после чего ледниковые циклы стали намного длиннее (около 100 тыс. лет). В палеоклиматологии этот феномен получил название «проблема 100 тысяч лет». Исследование международной группы ученых, опубликованное недавно в журнале Science, показало, что смена цикличности оледенений совпадает по времени со сменой режима циркуляции между глубоководными и поверхностными водами в Южном океане, что указывает на определяющую роль антарктического региона в эволюции климата Земли.

С помощью палеогеографических моделей можно реконструировать многие процессы, происходившие в прошлом на нашей планете: становление ландшафта континентов и дна океана, образование определенных видов горных пород и полезных ископаемых, вариации биоразнообразия, массовые вымирания, эволюцию жизни на Земле. Строятся такие модели на основе интеграции данных более специализированных моделей — палеотектонических, геодинамических, палеомагнитных, палеоклиматических, моделей атмосферных и морских циркуляций и т. д. Не менее важна информация об абсолютных отметках высоты рельефа местности в прошлом. Ее помогают получать палеоальтиметрические методы. В последнее время это направление активно развивается, позволяя вносить корректировки в палеогеографические модели. Один из основных методов палеоальтиметрии основан на анализе содержания изотопов кислорода в образцах горных пород. Рассмотрев, как работает этот метод на примере Тибетского нагорья, ученые пришли к выводу, что он нуждаются в корректировке, а подход к палеогеографическим реконструкциям может быть только комплексным.

Примерно 2,45 млрд лет назад, в самом начале протерозоя, произошло событие, коренным образом повлиявшее на всю геологическую и биологическую историю Земли: в атмосфере появился свободный кислород, и общий характер атмосферы изменился с восстановительного на окислительный. Благодаря этому стало возможным бурное развитие жизни на Земле. Начало кислородной эры в истории Земли прекрасно фиксируется по смене состава осадочных пород на рубеже архея и протерозоя. Однако очевидно, что такая резкая перестройка всей глобальной системы не могла произойти одномоментно, поэтому ученые шаг за шагом пытаются восстановить этапы этого процесса. В недавней статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, американские геохимики, проанализировав изотопный состав кернов пород формации Маунт-Макрей, показали, что отдельные зоны архейского океана могли быть насыщены кислородом уже за несколько десятков миллионов лет до «кислородной катастрофы».

Во время полевых работ по изучению вулканических пород Намибии американские геологи обнаружили в пустыне группы невысоких эллиптических холмов, выстроенных в цепи. Такие формы рельефа весьма характерны для территорий, которые ранее были покрыты ледниками. Датировка показала, что они сформировались около 300 млн лет назад, в позднем палеозое. И действительно, тогда Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия и Индия составляли единый суперконтинент Гондвана, который располагался вблизи Южного полюса. Удивительно, что ранее никто не обращал внимания на такой яркий пример ледниковых форм рельефа в Южной Африке.

В местах падения на поверхность Земли астероидов и крупных метеоритов образуются ударные кратеры, а энергия, выделяющаяся при таких событиях, настолько велика, что породы внутри кратера плавятся, заполняя его магматическим расплавом. При остывании этого расплава происходит расслоение (дифференциация) по плотности и составу, а после кристаллизации возникают крупные расслоенные интрузии (магматические тела), строение которых весьма напоминает строение континентальной земной коры.