Земля стала "сніговою кулею": мільйони років тому планета була невпізнанним світом

Близько 717 млн років тому Земля перетворилася на крижану пустелю, де океани були ізольовані від сонячного світла. Нове дослідження виявило, що температура води в океанах тоді сягала рекордних −15°C.

Про це повідомляє Space.com.

Зледеніння на Землі

Приблизно 717 млн років тому Земля пережила період глобального зледеніння. Льодовий покрив поширився від полярних широт до самого екватора, а темні підльодовикові океани опинилися без сонячного світла, необхідного для фотосинтезу. У цей час планета стала майже невпізнаваною — своєрідною «Землею-сніговою кулею», де навіть морська вода була холоднішою за точку замерзання.

Науковці опублікували перше пряме оцінювання температури океану того періоду — приблизно −15°C ± 7°C. Якщо ці дані підтвердяться, це стане найнижчим відомим показником температури морської води за всю історію планети.

Солоність води в океанах

Щоб залишатися рідкою за таких умов, вода мала бути надзвичайно солоною. Дослідження показало, що в окремих ділянках океану під час стуртійського зледеніння, яке тривало близько 57 млн років, солоність могла перевищувати сучасну вчетверо.

«Ми маємо справу з дуже солоними розсолами. Саме таке ми спостерігаємо сьогодні в Антарктиді»», — пояснив геолог Росс Мітчелл з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук.

Він зазначив, що давні розсоли були ще холоднішими, ніж приблизно −13°C у солоній воді під льодом антарктичного озера Віда.

Земля була під крижаним щитом

Стуртійське зледеніння стало самопідсилюваною кліматичною катастрофою: лід відбиває більше сонячного світла, ніж вода чи суша, тому планета дедалі сильніше охолоджувалася, що спричиняло подальше наростання льодовиків. Зрештою майже вся Земля опинилася під крижаним щитом завтовшки до кілометра.

Цей період залишив незвичайні геологічні сліди — іржаво-червоні залізисті породи, які утворювалися там, де континентальні льодовики контактували з покритими кригою морями. Саме ці відклади дослідники використали як природний «термометр».

Вони формуються у воді, насиченій розчиненим залізом: кисень перетворює розчинні форми металу на тверді оксидні сполуки. Через це більшість таких порід дуже давні — вони виникли або до насичення атмосфери киснем близько 2,4 млрд років тому, або під час глобального зледеніння, коли океани були ізольовані від повітря льодовим покривом.

Залізо періоду «снігової кулі»

Найпоширеніший ізотоп — залізо-56, тоді як легший ізотоп залізо-54 окиснюється швидше. Унаслідок цього розчинене залізо поступово збагачується важчим ізотопом. У давніх безкисневих океанах цей процес повторювався багаторазово, тому стародавні залізисті породи мають особливо «важкий» ізотопний склад.

Залізо періоду «снігової кулі» виявилося ще важчим. Дослідники припустили, що поясненням є температура: мінерали, які формуються в холодній воді, мають важчий ізотопний склад. Спираючись на оцінку, що архейські океани мали приблизно 25°C, вони підрахували, що під час глобального зледеніння вода могла бути приблизно на 40°C холоднішою.

«Це дуже цікавий і новаторський спосіб отримати нову інформацію з ізотопних даних заліза. Досить парадоксально, що для розуміння подій 700-мільйонної давності доводиться використовувати ще старіші породи як еталон», — зазначив геохімік Енді Герд з Океанографічного інституту Вудс-Холла, який не брав участі в дослідженні.

Водночас він наголосив, що результати варто сприймати передусім як доказ дуже низьких температур океану, хоча точне значення могло відрізнятися від −15°C.

Також учені дослідили ізотопи стронцію та барію й дійшли висновку, що солоність давньої морської води могла у кілька разів перевищувати сучасну. Геохімік Йохен Брокс з Австралійського національного університету зазначив, що ці результати узгоджуються з його власними оцінками давніх австралійських відкладів.

За словами вченого, ці породи сформувалися у настільки концентрованому розсолі, що він міг залишатися рідким приблизно до -7°C. Подібні висновки, отримані різними методами, роблять сценарій екстремального холоду значно переконливішим.

«Було дуже цікаво отримати додаткове підтвердження того, що насправді тоді було дуже-дуже холодно», — підсумував він.

До слова, вчені виявили, що навіть віддалений Марс здатен впливати на клімат Землі тазапуск льодовикових періодів. Професор Стівен Кейн за допомогою комп’ютерного моделювання з’ясував, що гравітація Червоної планети впливає на орбіту та нахил Землі, що є ключовим у циклах Міланковича. Дослідження підтвердило, що ці гравітаційні коливання корелюють із геологічними даними в океанічних осадах. Зокрема, Марс бере участь у формуванні кліматичних циклів тривалістю 100 тис. та 2,3 млн років, які визначають чергування періодів зледеніння та потепління протягом останніх мільйонів років.

Король Чарльз / © Getty Images На трасі «Київ-Чоп» подружжя киян загинуло під колесами вантажівки Зендея та Том Голланд / © Associated Press Удари по ОАЕ