В конце протерозоя Землю охватило масштабное оледенение. Считается, что оно сыграло ключевую роль в переработке ландшафтов и ускорении эволюции видов. Однако многие детали неясны.
В новой работе опубликованой в Journal of the Geological Society европейские ученые датировали комплекс горных пород в Шотландии и Ирландии, сохранивший наиболее полную картину того периода.
В далеком прошлом на Земле произошли одно за другим два крупных оледенения — стертское и мариноанское. Первое (717–658 миллионов лет назад) наиболее суровое. Льды лежали даже на экваторе. В геологии этот период называют криогением, а описывающую его гипотезу — «Земля-снежок».
Одни считают, что в криогении планета обледенела полностью, замерзли океаны, реки, неподвижные ледники сковывали все. Другие, напротив, полагают, что оледенения были локальными, а поверхность подвергалась активной эрозии, существенно изменив ландшафт континентов.
Еще в 1970-х ученые предположили, что комплекс горных пород Порт Аскейг, обнажение которого выходит на острове Айлей и других местах в Шотландии, образовался во время стертского оледенения. Это один из самых полных стратиграфических разрезов того времени. Толщина формации (1,1 километра), признаки наступления и отступления ледников идут вразрез с гипотезой о постоянном длительном ледниковом покрове.
Чтобы прояснить вопрос, ученые из Великобритании во главе с Университетским колледжем в Лондоне проанализировали датировки обломочных цирконов из формации Порт Аскейг. Наиболее полно она представлена на островах Шотландии, на севере и юге графства Донегол в Ирландии. Стратиграфически занимает срединное положение в более крупной серии пород дальред. Под ней залегает формация Гар Эйлех.
Ученые взяли 11 проб из песчаников формаций Порт Аскейг и Гар Эйлех, выделили из них более 2000 обломочных цирконов и определили возраст уран-свинцовым методом.
Возраст минералов из восьми образцов соответствовал стертскому оледенению. У остальных он существенно древнее, уходя в архей, что по мнению авторов, указывает на разрушение ледником древнего континента Лаврентия. А значит, обледенение было частичным и подвижным. На глубокие преобразования ландшафта указывает и распределение цирконов разного возраста вверх по формации Порт Аскейг.
Одно из обнажений, выходящее на шотландских островах Гарвеллах, особенно интересно. В нем сохранилась запись смены от теплого тропического климата, предшествовавшего криогению, к обледенению. В других породах сходного возраста, например, в Северной Америке, Намибии, этого перехода нет.
Элиас Руген, первый автор статьи, уточнил, что им удалось впервые добыть убедительные данные о возрасте этих пород в Шотландии и Ирландии, что подтверждает их глобальное значение.
«Породы в Гарвеллах уникальны. Это 70 метров древних карбонатов, залегающих под стертскими слоями и образовавшихся в тропических водах. В них сохранились следы теплой морской среды, где процветала цианобактериальная жизнь, сменившаяся постепенно на более холодное окружение. Период умеренного климата на Земле длительностью миллиард лет завершился», — пояснил Руген.
Имея на руках точный возраст горных пород, ученые могут теперь маркировать начало криогения. Возможно, это станет новым «золотым гвоздем». Так называют опорный разрез, демонстрирующий нижнюю границу геологического яруса.
Автор: Татьяна Пичугина