Горы, которые помогли развиться сложной жизни, могут скрываться подо льдом Антарктиды

Ученые заявили о том, что подо льдами Антарктиды могут скрываться горы, которые в далеком прошлом помогли развиться сложной жизни на нашей планете. Хотя сами они давно разрушились под действием эрозии, их корни могут и продукты их разрушения (осадочные породы) могут хранить свидетельства важнейшего аспекта их существования, сообщает Science Alert.

Исследования, проведенные в 2022 году, указывали на то, что гигантские горные цепи сформировались в период от 650 до 450 миллионов лет назад, когда происходило объединение суперконтинента Гондвана. В новом же исследовании ученые предположили, что эти горы способствовали формированию природных условий, позволивших процветать сложным формам животной жизни.

Чтобы прийти к такому выводу, ученые проанализировали крошечные кристаллы циркона. Они отличаются исключительной устойчивостью; их химический состав и возраст, определяемый уран-свинцовым методом, позволяют установить время и место формирования пород, из которых они происходят.

Поскольку более 99,5% территории Антарктиды покрыто льдом, непосредственное изучить ее геологическое строение довольно сложно. Вместо этого два геолога из Австралийского национального университета проанализировали кристаллы циркона, вынесенные с континента в океанические отложения, объединив данные о 1712 вновь изученных зернах с результатами анализа тысяч антарктических цирконов, исследованных ранее.

Ученые выяснили, что для Антарктиды характерен особо выраженный возрастной сигнал цирконов, относящийся к интервалу от 650 до 450 миллионов лет назад — периоду формирования суперконтинента Гондвана. Когда ученые включили эту информацию в глобальную базу данных и скорректировали с учетом площади, сигнал, связанный с Гондваной, оказался самым мощным свидетельством горообразовательных процессов, относящихся к суперконтинентам, во всем массиве данных.

Что интересно, цирконы указали на нечто более масштабное, чем просто древние горы. В некоторых из них содержатся химические признаки, характерные для глубоких оснований очень высоких гор — зон, где горные породы подвергались воздействию колоссального давления. Такие цирконы особенно часто встречаются в породах гондванского периода; это подтверждает гипотезу о том, что некоторые из существовавших тогда горных поясов по своим масштабам были сопоставимы с Гималаями.

Ученые считают, что в результате столкновений тектонических блоков, соответствующих современным Антарктиде, Индии, Австралии и кратону Калахари, сформировались горные системы гималайского типа. По мере того как эти горы поднимались, они одновременно подвергались разрушительному воздействию эрозии.

В результате этой эрозии в окружающие океаны попадали колоссальные объемы осадочных пород, что, возможно, привело к формированию «крупнейшей системы турбидитовых конусов выноса за всю геологическую историю». И вероятно, что более древняя часть этого конуса выноса сейчас погребена под антарктическим льдом.

Разрушение гор приводит не только к образованию песка и ила. В результате этого процесса в океан попадают питательные вещества, в том числе фосфор и железо. Эти вещества способны стимулировать первичную продукцию водорослей и цианобактерий — организмов, которые находятся в основании морской пищевой цепи и вырабатывают кислород в ходе фотосинтеза.

Но одного лишь увеличения выработки кислорода недостаточно: чтобы уровень кислорода в атмосфере существенно вырос, органический углерод и другие восстановленные соединения должны быть захоронены прежде, чем они успеют вступить в реакцию с кислородом и вернуть его обратно в атмосферу.

Горы Гондваны обеспечили механизм, который сделал это возможным. Огромные объемы богатых органическим углеродом и пиритом сланцев подверглись быстрому и глубокому захоронению. Постоянный приток питательных веществ с разрушающихся гор способствовал росту первичной продукции и увеличению выработки кислорода, в то время как быстрое захоронение органического углерода и пирита предотвращало повторное расходование части этого кислорода.

Это обеспечило наличие кислорода, пищи и химических «строительных блоков» для формирования биоминерализованных скелетов, которые позволили животному миру выйти на новый этап развития.

Ранее ученые выяснили, что Гондвана была больше, чем считалось, и ее следует признать суперконтинентом.