Около 700 миллионов лет назад Земля пережила экстремальный ледниковый период, известный как Стертское оледенение, превративший нашу планету в огромный ледяной снежный ком. Этот период глубокого замерзания, отмеченный ледниками, простирающимися от полюсов до экватора, долгое время озадачивал ученых. Теперь, благодаря новаторским исследованиям, проведенным доктором Адрианой Дуткевич и профессором Дитмаром Мюллером из Сиднейского университета вместе с группой EarthByte, мы, наконец, можем получить ответы.
Доктор Адриана Дуткевич во время поездки на хребет Флиндерс решила выяснить, как вулканическая активность превратила нашу синюю точку в покрытую льдом планету. Австралийские геологи использовали моделирование тектоники плит, чтобы определить, что, скорее всего, вызвало экстремальный климат ледникового периода в истории Земли, произошедший более 700 миллионов лет назад.
Исследование, опубликованное в журнале Geology, помогает нам понять функционирование встроенного в Землю термостата, который предотвращает застревание Земли в режиме перегрева. Это также показывает, насколько чувствителен глобальный климат к концентрации углерода в атмосфере.
«Представьте, что Земля почти полностью замерзла», — сказала ведущий автор исследования, будущий научный сотрудник ARC доктор Адриана Дуткевич. «Именно это произошло около 700 миллионов лет назад; планета была покрыта льдом от полюсов до экватора, и температура резко упала. Однако, что послужило причиной этого, остается открытым вопросом. Теперь мы думаем, что разгадали загадку: исторически низкие выбросы вулканического углекислого газа, чему способствовало выветривание большой груды вулканических пород на территории нынешней Канады; процесс, который поглощает атмосферный углекислый газ».
Проект был вдохновлен ледниковыми обломками, оставшимися от древнего оледенения того периода, которые можно эффектно наблюдать в хребтах Флиндерс в Южной Австралии.
Недавняя геологическая поездка на хребты, которую возглавил соавтор профессор Алан Коллинз из Университета Аделаиды, побудила команду использовать компьютерные модели EarthByte Сиднейского университета для исследования причин и исключительно длительной продолжительности этого ледникового периода.
Длительный ледниковый период, также называемый стертовским оледенением в честь европейского колониального исследователя центральной Австралии XIX века Чарльза Стерта, длился с 717 по 660 миллионов лет назад, период задолго до появления динозавров и сложной растительной жизни на суше.
Доктор Дуткевич сказал: «Были предложены различные причины, послужившие причиной и окончанием этого экстремального ледникового периода, но самый загадочный аспект заключается в том, почему он длился 57 миллионов лет – период времени, который нам, людям, трудно представить».
Команда вернулась к модели тектоники плит, которая показывает эволюцию континентов и океанских бассейнов после распада древнего суперконтинента Родина. Они соединили его с компьютерной моделью, которая рассчитывает дегазацию CO2 подводных вулканов вдоль срединно-океанических хребтов — мест, где плиты расходятся и рождается новая океанская кора.
Вскоре они поняли, что начало стуртского ледникового периода точно коррелирует с рекордно низким уровнем вулканических выбросов CO2. Кроме того, отток CO2 оставался относительно низким на протяжении всего ледникового периода.
Доктор Дуткевич сказал: «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».
«В то время климатом управляла геология. Мы считаем, что стуртский ледниковый период начался из-за двойного удара: тектоническая реорганизация плит свела вулканическую дегазацию к минимуму, в то время как одновременно континентальная вулканическая провинция в Канаде начала разрушаться, потребляя атмосферный CO2. Результатом стало то, что атмосферный CO2 упал до уровня, при котором начинается оледенение – который, по нашим оценкам, ниже 200 частей на миллион, что составляет менее половины сегодняшнего уровня», - говорит соавтор исследования профессор Дитмар Мюллер из Сиднейского университета.
Работа команды поднимает интригующие вопросы о долгосрочном будущем Земли. Недавняя теория предполагает, что в течение следующих 250 миллионов лет Земля эволюционирует в направлении Пангеи Ультима, суперконтинента, настолько горячего, что млекопитающие могут вымереть.
Однако в настоящее время Земля также находится на траектории снижения вулканических выбросов CO2, поскольку столкновения континентов усиливаются, а движение плит замедляется. Так что, возможно, Pangea Ultima снова превратится в снежный ком.
Доктор Дуткевич сказал: «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».
