• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.06.2023
КНЦ РАН
3 007

Геологи реконструировали климат раннего периода истории Земли

4.9

Ранняя история Земли по понятным причинам остается малоизученной. Так, о том, какова была температура земной поверхности до появления свободного кислорода в атмосфере, судить сложно из-за нехватки палеоклиматических данных. Определить, каким был климат нашей планеты в неоархее, помогли ученым горные породы Кольского полуострова.

Геологи реконструировали климат раннего периода истории Земли
Геологи реконструировали климат раннего периода истории Земли / ©Getty images / Автор: Екатерина Лебедева

Природный кислород состоит из смеси трех стабильных изотопов: 16O («стандартный», наиболее широко распространенный изотоп кислорода) и редко встречающихся 17O и 18O. Величина δ18O, обозначающая соотношение изотопов 16O и 18O, широко используется в геохимии, палеоклиматологии и палеоокеанографии для определения температуры осадков и помогает разобраться во взаимодействии подземных вод и горных пород. Недавно для палеоклиматических реконструкций начали применять также величину Δ17O, показывающую соотношение изотопов 16O и 17O.

Ученые из Лозаннского и Женевского университетов, Университета Западного Мичигана и Геологического института Кольского научного центра реконструировали динамику δ18O и Δ17O в гидротермально измененных породах Кейвской геологической структуры, расположенной в центре Кольского полуострова на северо-востоке Балтийского щита, и сделали вывод о температурах в океанах и на суше в эру неоархея. Статью об этом опубликовал журнал Американского геологического общества Geology. Еще одна работа была представлена в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Палеогеографические реконструкции Кольского и Карельского кратонов для неоархея и раннего палеопротерозоя. Вертикальные синие полосы указывают на задокументированные ледниковые эпизоды. На рисунке представлены реконструированные значения δ18O метеорных вод (δ18OMW) Кольского кратона с возрастом 2,7 миллиарда лет и Карельского кратона с возрастом 2,44–2,29 миллиарда лет / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Кейвская структура Кольского кратона Фенноскандинавского щита окончательно сформировалась около 2,67 миллиардов лет назад в результате внедрения магмы в вышележащие породы. Это время относится к эре неоархея, когда формировалась настоящая континентальная земная кора, появился кислородный фотосинтез и возникли новые геохимические циклы, обусловленные взаимодействием горных пород и воды из атмосферных осадков.

(А) Положение щелочных гранитов Кейвы возрастом 2,67 млрд лет (красные очертания) на Кольском кратоне, Фенноскандинавский щит. (B) Вставка A, изображающая значения δ18O, измеренные в этом исследовании и ранее, с отобранными местами, показанными пронумерованными кружками. Значения δ18O для всей породы измеряли либо непосредственно, либо рассчитывали по минеральным выделениям. (C) δ18O, измеренная объемным лазерным фторированием в минеральных выделениях щелочных гранитов, измененных вмещающих пород и приконтактовых кварцолитов. Цифры в кружках соответствуют населенным пунктам в Б / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Зная минеральный состав пород Кейвской структуры и измерив соотношение изотопов кислорода в каждой породе, ученые определили условия их формирования и происхождение участвующих в этом формировании вод.

Схематический рисунок, изображающий предполагаемую хронологическую эволюцию Кейвской магмо-гидротермальной системы. А – Неоархейское внедрение интрузий основного состава (темно-зеленый) и щелочных гранитов (красный) в вулканических и осадочных толщах (показаны волнистыми белыми слоями) Кейвского террейна, Кольский кратон. Как основной, так и щелочной гранитный магматизм датируется 2,67 миллиарда лет назад. Неглубокое (несколько километров) внедрение магм способствовало гидротермальной циркуляции локальных осадков с низким δ18O, что вызвало гидротермальное изменение вмещающих пород до низких δ18O. Магматическая ассимиляция, вероятно, произошла в течение нескольких млн лет, привнеся низкие значения δ18O в гранитные магмы. Б – региональный метаморфизм 1,8 млрд лет, вызвавший перекристаллизацию всех единиц Кейвского террейна, включая измененные вмещающие породы и граниты с низким δ18O. Метаморфизм, вероятно, ответственен за наблюдаемое фракционирование минералов δ18O. Кварцолиты, возраст которых здесь составляет примерно 1,8–1,7 миллиарда лет, отражают поздний цикл флюидов, происходивший почти одновременно с региональным метаморфизмом / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Так они получили значения этих соотношений для атмосферных осадков и океанов того времени. Полученные данные свидетельствуют о динамическом температурном режиме поверхности неоархейской Земли, при котором температура океанов могла составлять 50–80 градусов Цельсия, а высокоширотные субаэрально обнаженные континенты хотя бы эпизодически испытывали отрицательные температуры. На сегодняшний день это самый ранний период истории нашей планеты, для которого установлен холодный климат в высоких широтах. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многое другое, необходимое для возникновения жизни, никогда не исчезали с лица нашей планеты.

Вчера, 11:06
НИУ ВШЭ

Энцелад — один из крупнейших спутников Сатурна, где потенциально может существовать внеземная микробная жизнь. Исследователи НИУ ВШЭ и ИКИ РАН вычислили характеристики пылевой плазмы и электрических полей, а также концентрацию фотоэлектронов вблизи поверхности спутника. Несмотря на удаленность Энцелада от Солнца, фотоэффект на его поверхности оказался важен для формирования пылевой плазмы.

18 июня
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

18 июня
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Позавчера, 16:57
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно