Ученые доказали, что глобальное оледенение реально существовало на Земле. Даже дважды

Около 700 млн лет назад Земля остыла настолько, что, по предположению ученых, массивные ледяные щиты покрыли всю планету. Этот период длительностью десятки миллионов лет в науке называют Snowball Earth («Земля — снежок»). Ранние формы жизни сохранились и продолжали процветать. Когда земля оттаяла, возникла многоклеточная жизнь, которая в конечном итоге привела к известным в настоящее время формам существования.

Гипотеза Snowball Earth в значительной степени основывается на свидетельствах из осадочных пород, выходящих на поверхность в районах, которые когда-то располагались вдоль береговых линий и мелководных морей, а также на климатическом моделировании. Физических доказательств того, что ледяные щиты покрывали внутреннюю часть континентов в теплых экваториальных регионах, до недавнего времени не было.

Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, группа геологов предоставляет недостающее звено. Оно было обнаружено в галечном песчанике, заключенном в гранит горы Пайкс-Пик в Колорадо. Скальные породы под названием Тава, образующая эту гору, состоят из затвердевших песчаных инжектов.

Возможным объяснением того, почему образовались эти песчаники, является огромное давление вышележащего ледяного покрова Snowball Earth. Он вытеснял осадочные породы, смешанные с талой водой, в ослабленную породу под ними.

Препятствием для проверки данной теории стало отсутствие данных о возрасте пород, позволяющих определить, когда сложились подходящие геологические условия для намыва песка. Но исследователи нашли способ выяснить это, используя жилы железа, обнаруженные рядом с Тава и в других местах в Колорадо.

Железные минералы содержат небольшое количество природных радиоактивных элементов, включая уран, который медленно распадается до свинца. Последние достижения в области лазерного радиометрического датирования позволили измерить соотношение изотопов урана и свинца в оксиде железа гематите, чтобы определить, как давно образовались отдельные кристаллы.

Формирование железных жил, вероятно, шло и до, и после того, как песок был намыт в фундамент Колорадо. Исследователи обнаружили жилы гематита и кварца, которые прорезали дайки (небольшие плитообразные, стеннобразые тела, резко секущие по отношению к вмещающим породам — прим. ред.) Тава и образовали пересечения.

Это открытие позволило ученым определить возраст песчаных инжектов — они появились в период между 690 млн и 660 млн лет назад. Временные рамки означают, что сами песчаники образовались в криогенный период, от 720 млн до 635 млн лет назад. Название происходит от «холодного рождения» на древнегреческом языке и обозначает климатические потрясений и нарушения жизнедеятельности на планете. В этот период входит и отрезок Snowball Earth.

Хотя причины экстремального холода в то время являются предметом споров, преобладающие теории предполагают изменения в активности тектонических плит, включая выброс в атмосферу частиц, которые отражали солнечный свет от Земли. В конечном итоге накопление углекислого газа после вулканического извержения могло снова согреть планету.

Тава, обнаруженная на горе Пайкс-Пик, могла образоваться вблизи экватора в самом сердце древнего континента под названием Лаврентия. С течением времени и в результате длительных тектонических циклов он постепенно переместился туда, где располагается в настоящее время Северная Америка.

Происхождение пород Тавы обсуждается уже более 125 лет, но новые технологии впервые позволили связать их с криогенным периодом Snowball Earth. Предполагаемый исследователями сценарий намыва песка заключается в том, что гигантский ледяной щит с зонами геотермального нагрева у его основания образовал талую воду, которая смешалась с богатыми кварцем осадками под ним. Вес ледяного покрова создал огромное давление, которое заставило песчаную жидкость проникнуть в коренную породу, которая и так ослабла за миллионы лет.

Подобно тому, как сегодня добывают природный газ или нефть с помощью гидроразрыва пласта, давление раскололо породу и вытолкнуло песчаную талую воду внутрь, в итоге образовав инъекционные пласты, которые мы видим сегодня.

Новые результаты не только подтверждают глобальную гипотезу Snowball Earth, но и дают ключ к разгадке других геологических явлений: присутствие инжектов Тава в слабых, разрушенных породах, когда-то перекрытых ледниковым покровом.

Временные недостатки в летописи горных пород, созданные эрозией и называемые «несогласиями», есть по всей территории США. Наиболее известное из них — Гранд-Каньон, в некоторых участках которого отсутствует сведения о более миллиарда лет времени. «Несогласия» возникают, когда длительный период эрозии препятствует формированию новых слоев горных пород, оставляя неконформный контакт.

Новые результаты подтверждают, что «Великое несогласие» около Пайкс-Пик должно было образоваться до криогеновой Snowball Earth. Это противоречит гипотезам, которые приписывают его образование масштабной эрозии самих ледяных щитов.

Мы надеемся, что свет, пролитый на тайны этих криогенных пород в Колорадо, поможет найти и другие свидетельства гипотезы Snowball Earth. Такие находки помогут составить более четкое представление о Земле в период экстремального климата и о процессах, которые привели к созданию пригодной для жизни планеты.

Ранее стало известно, что принесло свет в темную и бесформенную пустоту ранней Вселенной. Мощные телескопы позволили ученым понять, что стало источником лучей, рассеявших горячий туман ионизированной плазмы. Ответ на этот вопрос не могли найти десятки лет.