«Земля-снежок» многократно оттаивала и опять замерзала

Среди климатических изменений в истории нашей планеты выделяются эпизоды глобального оледенения — «Земли-снежка». Они стали временем наступления льдов как в Мировом океане, так и на континентах (которые тогда были сосредоточены у экватора).

Геологи выделяют как минимум два эпизода с превращением Земли в ледяной мир. Первый — стертское оледенение примерно 700 миллионов лет назад, в начале криогенного периода. Второе глобальное оледенение пришлось на границу того же криогения и эдиакария — периода появления первых крупных форм жизни. Не исключено, что ему способствовали самые радикальные перестройки климата.

Однако остаются разночтения насчет того, что именно происходило на планете в те времена. Известно, что неопротерозойские ледники могли отступать и вновь нарастать. Однако какие части планеты затрагивали такие изменения? Сколько их было и как долго они длились?

С вопросом разбирались авторы новой статьи в журнале Gondwana Research. Они описали три сценария превращения Земли в снежок, при которых жизнь могла сохраниться. Первый — «слякотная Земля»: в теплом поясе планеты могли оставаться большие проталины. Гипотеза Йормунганда (по имени огромного змея из скандинавской мифологии) предполагает, что на экваторе была единая узкая полынья.

Наконец, третья гипотеза «тонкого льда». Она утверждает, что несмотря на глобальный характер оледенения лед в океане был тонким, поэтому он пропускал свет и жизнь под ним не прекращалась. Толстый ледовый покров по всей Земле означал бы мрак в воде, остановку газообмена атмосферы с океаном и гибель всех протерозойских микробов начиная с фотосинтетиков.

Авторы исследования тщательно изучили породы формации (или свиты) Нантуо в Южном Китае, которые сформировались почти 650 миллионов лет назад на небольшой глубине в ходе мариноанского оледенения. Ученые провели литофациальный анализ, то есть сравнили близкие осадочные породы, которые формировались в одно время, но имеют локальные различия в составе.

Они выделили шесть литологических фаций формации Нантуо. Это массивная диамиктитовая фация, грубослоистая фация из той же породы, массивная песчаниковая фация, слоистая фация из алевролитов и аргиллитов с характерными включениями (дропстоуны) и, наконец, просто слоистая аргиллитовая (алевролитовая) фация.

Их преемственная смена по вертикали позволила выявить две группы (ассоциации), которые указывают на динамику древних ледников. Они наряду с данными о трех образовавшихся на большей глубине участках дна показали, что мариноанский ледник формации Нантуо по меньшей мере дважды нарастал и отступал обратно. По-видимому, имел место целый ряд таких повторяющихся циклов.

Ранее было известно о сильных колебаниях мощности льдов в океане на большой глубине. Согласно новой статье, такие же флуктуации происходили и на мелководьях. Авторы считают, что пульсации льдов охватывала весь Мировой океан позднего протерозоя, и динамика «Земли-снежка» в действительности была сложнее. Такая картина помогает лучше понять, как жизнь пережила те суровые времена и позднее смогла начать развитие на новом уровне.