• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.06.2023, 11:30
КНЦ РАН
3,2 тыс

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.
КНЦ РАН
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
Предстоящие мероприятия
7 августа, 08:30
Александр Березин

Авторы новой работы утверждают, что общий предок всего живого (LUCA) по сути не был свободноживущим организмом. А его потомки, чтобы стать такими, пошли двумя принципиально разными путями, образовав две принципиально разные группы существ.

6 августа, 15:15
Максим Абдулаев

Палеонтологи из Германии и Австралии предположили, что одной из причин кембрийского взрыва стало появление плотного кала во время эволюции. В отличие от растворенной органики, фекалии быстро тонули, доставляя питательные вещества в глубоководные зоны. Эта линия доставки породила копрофагию (поедание экскрементов) и создала новые экологические ниши на глубине древних морей. Это и запустило цепную реакцию, известную как кембрийский взрыв.

7 августа, 13:39
Марк Чернов

Эксперименты показали, какие именно особые нейроны-регуляторы связывают ожидание награды с готовностью продолжать работу. Причем их отключение резко снижает настойчивость в достижении цели.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

5 августа, 10:09
Александр Березин

Хотя тротиловый эквивалент взрыва от удара был умеренным, всего несколько тонн, благодаря рыхлости лунного грунта низких широт он может поднять до 400 тонн пыли. Она способна образовать облако высотой в десятки километров. Астрономы надеются провести наблюдения этого события и, возможно, зафиксировать какие-то особенности выброшенного лунного материала.

1 августа, 20:27
Evgenia Vavilova

Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий