Ученые узнали, почему 700 миллионов лет назад Земля стала снежным комом

Моделирование движения тектонических плит для определения причин, вызвавших на Земле более 700 млн лет назад ледниковый период, использовали австралийские ученые, 8 февраля сообщает пресс-служба Сиднейского университета.

Как установили исследователи, вероятной причиной длительного оледенения стали исторически низкие вулканические выбросы и явления выветривания вулканических пород при отсутствии высокоорганизованной жизни на Земле.

Доктор Адриана Дуткевич во время исследовательской поездки на хребет Флиндерс в Южной Австралии, увидев ледниковые отложения, оставшиеся от древнего оледенения того периода, вдохновилась идеей узнать, что вызвало превращение нашей голубой планеты в снежный ком. Ответ она нашла вместе с профессором Дитмаром Мюллером и группой EarthByte из Сиднейского университета.

Результаты исследования, проведенного этой командой, были представлены в статье «Продолжительность стертского оледенения „Земли-снежка“ связана с исключительно низким выделением газа из срединно-океанических хребтов», опубликованной в журнале Geology.

В ней авторы раскрывают секреты работы встроенного в Землю «термостата», который предотвращает застревание Земли в режиме перегрева. Это исследование также демонстрирует, насколько чувствителен глобальный климат нашей планеты к концентрации углерода в атмосфере.

Ведущий автор исследования доктор Адриана Дуткевич рассказала о его результатах: «Представьте, что Земля почти полностью замерзла. Именно это произошло около 700 миллионов лет назад; планета была покрыта льдом от полюсов до экватора, и температура резко упала. Однако, что именно стало причиной этого, остается открытым вопросом.

Но теперь мы думаем, что разгадали загадку: исторически низкие выбросы вулканического углекислого газа, чему способствовало выветривание большой массы вулканических пород на территории нынешней Канады; процесс, который поглощает атмосферный углекислый газ».

Недавняя геологическая поездка на эти хребты, которую возглавил соавтор исследования профессор Алан Коллинз из университета Аделаиды, побудила команду использовать компьютерные модели EarthByte Сиднейского университета для исследования причин и исключительно длительной продолжительности этого ледникового периода.

Продолжительный ледниковый период (717–660 млн лет назад), называемый стертовским оледенением в честь британского исследователя центральной Австралии XIX века Чарльза Стерта, произошел на Земле задолго до появления динозавров и высокоорганизованной растительности на суше.

Команда обратилась к модели движения тектонических плит GPlates, разработанной группой EarthByte Сиднейского университета и показывающей эволюцию континентов и океанских бассейнов после распада древнего суперконтинента Родиния, чтобы узнать, какова была активность вулканов в тот период.

Они связали эту модель с компьютерной моделью, которая рассчитывает дегазацию CO₂ подводных вулканов вдоль срединно-океанических хребтов — мест, где плиты расходятся и создается новая океанская кора.

В результате они обнаружили, что начало стертского ледникового периода точно коррелирует с рекордно низким уровнем вулканических выбросов CO₂, а также оказалось, что и отток CO₂ оставался относительно низким на протяжении всего этого ледникового периода.

Доктор Дуткевич пояснила: «В то время на Земле не было многоклеточных животных или наземных растений. Концентрация парниковых газов в атмосфере почти полностью определялась выделением CO₂ из вулканов и процессами выветривания силикатных пород, которые потребляют CO₂».

Соавтор исследования, профессор Дитмар Мюллер из Сиднейского университета в свою очередь отметил:

«В то время климатом управляла геология. Мы думаем, что стертский ледниковый период начался из-за двойного удара: тектоническая реорганизация плит свела к минимуму вулканическую дегазацию, в то время как континентальные вулканические породы в Канаде начали разрушаться, поглощая атмосферный CO₂.

В результате атмосферный CO₂ упал до уровня, при котором начинается оледенение — который, по нашим оценкам, ниже 200 частей на миллион, что составляет менее половины сегодняшнего уровня».

Выполненное австралийской командой ученых исследование поднимает интригующие вопросы о долгосрочном будущем Земли. Недавно предложенная теория предполагает, что в течение следующих 250 млн лет Земля эволюционирует в направлении Пангеи Ультима, суперконтинента, настолько горячего, что млекопитающие могут вымереть.

Однако в настоящее время Земля также находится на пути снижения вулканических выбросов углекислого газа, поскольку столкновения континентов усиливаются, а движение плит замедляется. Так что, возможно, Pangea Ultima окажется снежным комом.

Доктор Дуткевич заметила: «Каким бы ни было будущее, важно отметить, что геологическое изменение климата того типа, который изучается здесь, происходит чрезвычайно медленно. По данным НАСА, антропогенное изменение климата происходит в 10 раз быстрее, чем мы видели раньше».