За последние 540 миллионов лет Земля пережила три основных ледниковых периода — периода, в течение которых глобальные температуры резко падали, создавая обширные ледяные щиты и ледники, которые простирались за полярные шапки.
Теперь ученые из Массачусетского технологического института определили вероятный триггер для этих ледниковых периодов.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, группа ученых сообщает, что каждому из трех последних ледниковых периодов предшествовали тропические «столкновения океанов и континентов» — тектонические нагромождения, произошедшие вблизи экватора Земли, когда океанические плиты поднимались над континентальными плитами, обнажая десятки тысяч километров океанических пород в тропической среде.
Ученые говорят, что высокая температура и влажность тропиков, вероятно, вызвали химическую реакцию между плитами и атмосферой. В частности, кальций и магний пород реагировали с атмосферным углекислым газом, вытягивая газ из атмосферы и постоянно изолируя его в виде карбонатов, таких как известняк.
Со временем, по словам исследователей, этот процесс выветривания, протекающий на миллионах квадратных километров, может вывести достаточное количество углекислого газа из атмосферы, чтобы охладить температуру во всем мире и в конечном итоге вызвать ледниковый период.
Тропический триггер
Когда океаническая плита сталкивается с континентальной плитой, столкновение, как правило, создает горный хребет вновь обнаженной породы. Зона разлома, вдоль которой сталкиваются океаническая и континентальная плиты, называется «шов». Сегодня некоторые горные цепи, такие как Гималаи, содержат швы, которые мигрировали от их первоначальных точек столкновения, поскольку континенты смещались на протяжении тысячелетий.
В 2016 году ученые проследили движение двух швов, которые сегодня составляют Гималаи. Они обнаружили, что оба шва возникли в результате одной и той же тектонической миграции. Восемьдесят миллионов лет назад, когда суперконтинент, известный как Гондвана, двинулся на север, часть суши была раздавлена Евразией, обнажив длинную линию океанических пород и создав первый шов; 50 миллионов лет назад еще одно столкновение суперконтинентов создало второй шов.
Ученые обнаружили, что оба столкновения произошли в тропических зонах вблизи экватора, и оба предшествовали глобальным явлениям охлаждения атмосферы на несколько миллионов лет — что почти мгновенно в геологическом масштабе времени.
Изучив скорость, с которой открытые океанические породы, также известные как офиолиты, могут вступать в реакцию с углекислым газом в тропиках, исследователи пришли к выводу, что, учитывая их расположение и величину, оба шва могли действительно выделять достаточное количество углекислого газа для охлаждения атмосферы и вызвать оба ледниковых периода.
Интересно, то этот процесс, вероятно, также ответственен за прекращение обоих ледниковых периодов. За миллионы лет океаническая порода, которая была способна реагировать с атмосферой, в конечном итоге разрушалась, заменяясь новой, которая поглощала гораздо меньше углекислого газа.
Ученые идентифицировали три периода за последние 540 миллионов лет, в течение которых в тропиках образовались крупные сутуры (швы) длиной около 10 000 километров. Каждый из этих периодов совпал с каждым из трех основных, хорошо известных ледниковых периодов: в позднем ордовике (455–440 миллионов лет назад), в пермокарбоновых отложениях (от 335 до 280 миллионов лет назад) и кайнозое (35 миллионов лет назад до сегодняшнего дня).
Важно отметить, что они обнаружили, что не было никаких ледниковых периодов или случаев оледенения во время периодов, когда основные зоны швов образовывались за пределами тропиков.
«Arc-continent collisions in the tropics set Earth’s climate state» Science (2019). science.sciencemag.org/lookup/ … 1126/science.aav5300