Во время юрского периода геологические изменения, называемые «полярным блужданием», превратили бы пышные ландшафты современного Китая в засушливые районы, вызвав ряд вымираний
На первый взгляд это казалось вымиранием из-за изменения климата: более 160 миллионов лет назад, во время юрского периода, между свежими и влажными лесами современного северо-восточного Китая был создан фантастический зоологический сад. Затем, чуть более чем в геологический момент, воздух прогрелся и земля высохла. И когда вода исчезла, жизнь также была устранена. Однако исследователям было трудно продемонстрировать, что ответственность за этот экологический коллапс была за климат.
Теперь исследование опубликовано в журнале Geology предполагает, что изменился не климат, а географическое положение ландшафта. Палеомагнитные подписи в скалах этого района указывают на то, что между 174 и 157 миллионами лет назад весь регион неожиданно сместился на юг на 25 градусов, превратив некогда пышные ландшафты в засушливые и жаркие районы.
Движение скал является частью явления, называемого «блуждающим полюсом», в котором внешние слои
планеты, возможно, вплоть до внешнего жидкого ядра, они вращаются значительно, в то время как Земля продолжает свой ежедневный оборот вокруг своей нормальной оси вращения.
В юрском периоде поверхность и мантия выполняли поворот вокруг воображаемой линии, расположенной вдоль западного побережья Африки, известного как залив Бенин. Изменение было огромным: если бы такой сдвиг произошел сегодня, флаг, установленный в Далласе, штат Техас, оказался бы там, где северная Манитоба в настоящее время находится в Канаде. На другом конце света азиатский континент двинется на юг.
Земля, вероятно, пережила небольшие случаи реального полярного блуждания в своем прошлом, и некоторые ученые считают, что это продолжается и сегодня.
«Мы переживаем настоящее полярное блуждание, пока говорим», - говорит Деннис Кент, палеомагнетист из Rutgers и Колумбийского университета, который не входил в исследовательскую группу.
Следует уточнить, что самые последние движения не несут ответственности за сегодняшнее изменение климата, которое вызвано неумолимым выбросом парниковых газов в атмосферу людьми. Тем не менее, степень этого движения юрского периода и та же гипотеза о том, что блуждание полюса является реальным явлением, остается под вопросом.
«Это разумная область для обсуждения», - говорит Кристофер Скотез, директор проекта PALEOMAP. «Но это более противоречиво, чем вы думаете».
Изучение прошлых и настоящих геологических странствий по Земле может не только помочь разрешить споры, но и улучшить наше понимание сложных механизмов планеты.
«Очень важно, что еще есть какая-то фундаментальная наука для развития», - говорит Лидиан Бошман, геолог из Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) в Цюрихе, которая не является частью исследовательской группы. «Если мы не понимаем основ, мы не можем сделать много».
Извилистое прошлое
В то время как великие геологические повороты могут оказывать радикальное воздействие на поверхность Земли, эти события не оказывают существенного влияния на магнитное поле планеты, поскольку оно генерируется движением расплавленного железа и никеля во внешнем ядре нашей планеты на расстоянии около 2900 километров. под поверхностью. Затем исследователи могут наблюдать богатые железом минералы, которые выровнялись с магнитными полями, чтобы показать изменения планеты. По мере того, как отложения собираются и затвердевают, или лава остывает, превращаясь в камень, эти минералы располагаются в смысле магнитного поля Земли, как иглы компаса, практически снимая местоположение этого региона на нашей планете в определенный период прошлого.
Но не все камни идеальные рекордеры. По мере того как отложения превращаются в породу, сжатие может изменять магнитные следы и влиять на обнаружение положения планеты. Чтобы устранить эту степень путаницы в отложениях, Кент и покойный Эдвард Ирвинг, который занимался геологическим изучением Канады, наблюдали только вулканические породы, обнаруживая следы исключительного события в юрский период. Их результаты, опубликованные в 2010 году, позволяют предположить, что поверхность Земли сместилась примерно на 30 градусов между 160 и 145 миллионами лет назад.
Последующие исследования начали заполнять пробелы в их работе, и становится все более очевидным, что весь мир был вовлечен в великий юрский сдвиг, свидетельством чего являются современные Африка, Северная Америка, Южная Америка и Ближний Восток. Но одна область, казалось, стояла на месте: блокада Восточной Азии, которая охватывает большую часть Монголии, Китая, Северной Кореи и Южной Кореи.
«За весь период она не двигалась широта ", говорит соавтор исследования Джозеф Меерт, палеомагнетист из Университета Флориды. «Похоже, это не очень согласуется с опустыниванием»
Частично проблема была представлена тем фактом, что палеомагнитный анализ региона не был основан на достаточно широком интервале времени, объясняет Мерт. Вулканические породы достоверно фиксируют магнитный север, но полюс имеет тенденцию отклоняться, поэтому исследователи, чтобы объяснить эти странствия, должны усреднить свои анализы с данными, охватывающими несколько тысяч лет.
Этот регион часто исключается из обсуждения глобальных изменений из-за его сложной истории, добавляет Кент. Хотя путь других сухопутных масс можно проследить до суперконтинента Пангея, который разорвался около 180 миллионов лет назад, восточноазиатский маршрут остается неясным.
Перемещение континентов
Летом 2015 года и весной 2018 года другая группа приступила к поиску более содержательной палеомагнитной документации для объяснения геологических движений в Восточной Азии, напомнил ведущий автор Китайской академии наук Чжу Юй . геологические науки Пекина.
Скалы по всему Китаю рассказывают очень разные истории, представленные их совершенно разными оттенками. Месторождения первой половины юры темны и богаты углем, что говорит о древнем влажном ландшафте, полном растений. Напротив, последние юрские образования показывают ржавые красные отложения, осажденные в более сухих условиях.
Команда взяла образцы вулканических пород, которые представляли эти контрастные образования, из 57 мест. Юи заявляет, что в 2017 году их анализ подтвердил предыдущую работу, подчеркнув, что молодые красные камни были заложены в низких широтах, где, вероятно, преобладали жаркие и сухие условия. Но момент истины наступил летом следующего года, когда они проанализировали старые образцы и обнаружили, что они образовались в удивительно высоких широтах.
«В то время я понял, что эти данные означают для нас: мы наконец-то нашли следы [истинного полярного блуждания]», - пишет Юи по электронной почте.
Мерт признает, что поначалу он немного скептически относился к большому шагу, но новые результаты убедили его: «Да, да, мы сказали: это так», - говорит он, вспоминая момент, когда он сел на ужин с Юи. в Пекине для просмотра данных. «Чувство движения и все остальные тесты, казалось, подходили идеально. Поэтому мы выпили пива, выпили за тост и сказали, что должны продолжать».
Результаты показывают, что поверхность юрского периода вращалась не менее чем на 17 см в год, что привело к медленному высыханию восточно-азиатского ландшафта, что, вероятно, привело к исчезновению многих древних растений и животных региона, известного как Янляо Биота. Предыдущие исследования предполагают, что еще одна меньшая бродяжничество, около 130 миллионов лет назад, вернула Восточную Азию в умеренный климат, заложив основу для заметного увеличения числа живых существ, известных как Jehol Biota. Эти исключительно сохранившиеся окаменелости привели ко многим удивительным открытиям, в том числе открытию первого пернатого динозавра, не имеющего прямого отношения к птицам.
Будущее: что ждет?
«Самое прекрасное в том, что это очень просто», - говорит Джованни Муттони палеомагнетист Миланского университета, который не участвовал в этой работе, но изучал великое юрское странствие в глубине. Он отмечает, что движение и размеры соответствуют предыдущей работе и связывают таинственные изменения климата с этим поворотом планеты.
Тем не менее, Scotese не убежден, что в течение последних 200 миллионов лет произошло настоящее полярное блуждание, утверждая, что эффекты могут быть объяснены движением тектоники плит. По его словам, в юрский период Азия и Северная Америка продвинулись, причем последние продвинулись к северо-западу, а Азия - к юго-востоку.
«В палеомагнитных данных существует огромное количество беспокоящих эффектов, и палеомагнетисты часто делают всевозможные искажения, чтобы минимизировать возмущения или исправить то, что они считают ошибками», - говорит он. «Я не согласен с этой философией. Я чувствую, что она влияет на данные».
Другие просто наблюдают данные, указывающие на истинное полярное блуждание и смещение континентов в юре.
«Они настоящие», - говорит Муттони. «Они записаны в скалах». В этом случае остается много вопросов. Для Босхмана не ясно, что стоит за такими большими изменениями, событием, которое подразумевает значительное перераспределение массы нашей планеты. Возможно, блуждание вызвано появлением зон субдукции, областей, в которых одна тектоническая плита движется под другой. Или это может быть из-за бляшек, которые уже были субдуцированы путем разрушения и отправки кусков коры, чтобы погрузиться в мантию, нарушая планетарный баланс, добавляет Кент. В настоящее время объяснение загадки проходит через понимание многочисленных геологических неизвестных.