В конце протерозоя Землю охватило масштабное оледенение. Считается, что оно сыграло ключевую роль в переработке ландшафтов и ускорении эволюции видов. Однако многие детали неясны. В новой работе европейские ученые датировали комплекс горных пород в Шотландии и Ирландии, сохранивший наиболее полную картину того периода.
В далеком прошлом на Земле произошли одно за другим два крупных оледенения — стертское и мариноанское. Первое (717–658 миллионов лет назад) наиболее суровое. Льды лежали даже на экваторе. В геологии этот период называют криогением, а описывающую его гипотезу — «Земля-снежок».
Одни считают, что в криогении планета обледенела полностью, замерзли океаны, реки, неподвижные ледники сковывали все. Другие, напротив, полагают, что оледенения были локальными, а поверхность подвергалась активной эрозии, существенно изменив ландшафт континентов.
Еще в 1970-х ученые предположили, что комплекс горных пород Порт Аскейг, обнажение которого выходит на острове Айлей и других местах в Шотландии, образовался во время стертского оледенения. Это один из самых полных стратиграфических разрезов того времени. Толщина формации (1,1 километра), признаки наступления и отступления ледников идут вразрез с гипотезой о постоянном длительном ледниковом покрове.
Чтобы прояснить вопрос, ученые из Великобритании во главе с Университетским колледжем в Лондоне проанализировали датировки обломочных цирконов из формации Порт Аскейг. Наиболее полно она представлена на островах Шотландии, на севере и юге графства Донегол в Ирландии. Стратиграфически занимает срединное положение в более крупной серии пород дальред. Под ней залегает формация Гар Эйлех.
Ученые взяли 11 проб из песчаников формаций Порт Аскейг и Гар Эйлех, выделили из них более 2000 обломочных цирконов и определили возраст уран-свинцовым методом. Статья об этом опубликована в Journal of the Geological Society.
Возраст минералов из восьми образцов соответствовал стертскому оледенению. У остальных он существенно древнее, уходя в архей, что по мнению авторов, указывает на разрушение ледником древнего континента Лаврентия. А значит, обледенение было частичным и подвижным. На глубокие преобразования ландшафта указывает и распределение цирконов разного возраста вверх по формации Порт Аскейг.
Одно из обнажений, выходящее на шотландских островах Гарвеллах, особенно интересно. В нем сохранилась запись смены от теплого тропического климата, предшествовавшего криогению, к обледенению. В других породах сходного возраста, например, в Северной Америке, Намибии, этого перехода нет.
Элиас Руген, первый автор статьи, уточнил, что им удалось впервые добыть убедительные данные о возрасте этих пород в Шотландии и Ирландии, что подтверждает их глобальное значение.
«Породы в Гарвеллачс уникальны. Это 70 метров древних карбонатов, залегающих под стертскими слоями и образовавшихся в тропических водах. В них сохранились следы теплой морской среды, где процветала цианобактериальная жизнь, сменившаяся постепенно на более холодное окружение. Период умеренного климата на Земле длительностью миллиард лет завершился», — пояснил Руген.
Имея на руках точный возраст горных пород, ученые могут теперь маркировать начало криогения. Возможно, это станет новым «золотым гвоздем». Так называют опорный разрез, демонстрирующий нижнюю границу геологического яруса.