Ученые Санкт-Петербургского университета совместно с коллегами из Геологического института РАН и ВНИИОкеангеология составили базу данных о минерале икаите и глендонитах — геологических индикаторах низких температур.
Обобщенные данные помогут исследователям понять, как менялась температура на поверхности Земли в последние 540 миллионов лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Earth System Science Data.
Исследуя разрезы горных пород на суше и морском дне, геологи могут реконструировать климат прошлого. Одним из «инструментов» расшифровки палеоклимата являются минералы, для которых хорошо известны их температурные поля стабильности.
Так, карбонатные минералы, как правило, ассоциируются у геологов с тепловодными или умеренными обстановками. Внимание ученых Санкт-Петербургского университета привлек икаит — водный карбонат кальция (СаСО3·6Н2О), который в природе формируется при низких температурах: от −2 до +7 °С. Икаит находят во льдах Арктики и пещерах, а продукты его замещения (глендониты) — в морских отложениях по всему миру.
«Икаит и глендониты указывают на то, что осадочные породы формировались в холодных условиях. Несмотря на то, что глендониты изучают уже почти 200 лет, процесс их образования до сих пор вызывает множество споров среди ученых. Поэтому нашей целью было выяснить геохимические условия формирования икаита и его трансформации, а также уточнить его значение для реконструкции климата прошлого», — подчеркнул минералог, руководитель проекта «Водные карбонаты кальция и их псевдоморфозы как индикаторы климата: минералого-геохимическое исследование икаита, моногидрокальцита и глендонитов», доцент СПбГУ Олег Верещагин.
На основе научных публикаций, отчетов и музейных экспозиций коллектив исследователей обобщил данные находок и изотопных характеристик икаита и глендонитов за последние 540 миллионов лет истории Земли. Полученная база включает в себя более 700 записей и показывает, что глендониты характерны для холодноводных сред, хотя их распределение весьма неравномерно в пространстве и времени.
Исследования показали, что в геологическом прошлом Земли формирование глендонитов в основном связано с холодноводными бассейнами. Однако их образование не происходило во время каждого оледенения или похолодания фанерозоя (геологическая эпоха, которая продолжается последние 540 миллионов лет).
В то время как четвертичные (моложе 1 миллиона лет) глендониты и икаиты были описаны во всех основных океанских бассейнах, более древние проявления имеют неоднородное распределение, что может свидетельствовать в том числе о плохой сохранности самих карбонатов (икаита и глендонитов) и вмещающих их отложений.
Ранее ученые исследовали глендониты, отобранные из отложений на острове Сахалин. Общегеологические и геохимические данные показывают, что в этих образцах икаит кристаллизовался и преобразовывался в кальцит в морском бассейне при низких придонных температурах.
Благодаря тому, что на ранних этапах трансформации глендониты являлись закрытой системой, все изотопно-геохимические характеристики хорошо сохранились. Эти данные могут быть использованы для реконструкций климатических условий прошлого — палеотемпературы и солености воды. Полученные характеристики также помогут ученым усовершенствовать существующие климатические модели и уточнить климат прошлого.
Исследование было поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований (№ 20-35-70012).