Найти тему
КОСМОС

Как выглядела Земля за последние 1,8 миллиарда лет?

Знаете, что мне больше всего нравилось в академической среде? У меня всегда были друзья-учёные, с которыми можно было обсуждать научные темы. Я никогда не был самым умным или мудрым в комнате, и мне это очень нравилось.

Но знаете, что ещё лучше коллег-учёных? Их дети. Например, один дошкольник моего друга однажды оказался в неприятной ситуации за то, что назвал весь свой класс «глупыми». Когда его спросили, почему он так сделал, он заявил, что имел на это полное право, ведь никто из них даже не знал, что такое трилобит. Мы действительно воспитываем страшное поколение.

Но одна из моих любимых историй — это как один из моих друзей взял своего трёхлетнего сына на конференцию. Когда докладчик показал слайды с изображениями континентов Земли во времена мезозоя, эпохи динозавров, ребёнок указал на экран и закричал: «Смотри, папа, Индия всё ещё на юге!»

Карта Земли, как она выглядела 100 миллионов лет назад, в середине мелового периода, на стадии сеномана. Будущая Индо-Малайская полуостровная часть находится к юго-востоку от Африки.
Карта Земли, как она выглядела 100 миллионов лет назад, в середине мелового периода, на стадии сеномана. Будущая Индо-Малайская полуостровная часть находится к юго-востоку от Африки.

Вы можете себе представить, насколько гордился его отец в тот момент. Ребёнок не просто понимал, что Земля — динамическая геологическая система, но и умел распознавать континенты через время. Но что мы подразумеваем под словом «динамический», и насколько сильно всё изменилось? Продолжайте читать, чтобы узнать немного больше и посмотреть потрясающее видео, показывающее эти изменения за последние 1,4 миллиарда лет!

Земля постоянно меняется, и легко забыть, насколько драматично она преобразовывалась со временем. Однако, как подробно описано в их исследовании, недавние работы под руководством доктора Сяньчжи Цао и его команды дают увлекательное представление об этой истории. Впервые учёные реконструировали движение тектонических плит за последние 1,8 миллиарда лет, что даёт более глубокое понимание того, как эти изменения формировали не только поверхность Земли, но и климат планеты и саму жизнь.

Команда сосредоточилась на использовании геологических и палеомагнитных данных для отслеживания изменения позиций тектонических плит Земли. Объединив предыдущие тектонические модели с новыми данными, они создали детализированную картину того, как континенты двигались, сталкивались и распадались на протяжении миллиардов лет.

Их модель охватывает период от 1,8 миллиарда лет назад до наших дней, включая несколько крупных суперконтинентов, таких как Нуна, Родиния и Пангея.

(а) Основные кратонные блоки, использованные в реконструкциях до 1,0 млрд лет назад; (б) Три базовые модели, использованные в этом исследовании. Очертания континентов на (а) изменены из Merdith et al. (2021). Серые линии на (b) показывают временной интервал каждой базовой модели. Наши уточнения базовых моделей в основном касаются времен до 1,0 млрд лет с небольшими изменениями для неопротерозоя. Новая модель включает в себя три суперконтинента: Нуну, Родинию и Пангею.
(а) Основные кратонные блоки, использованные в реконструкциях до 1,0 млрд лет назад; (б) Три базовые модели, использованные в этом исследовании. Очертания континентов на (а) изменены из Merdith et al. (2021). Серые линии на (b) показывают временной интервал каждой базовой модели. Наши уточнения базовых моделей в основном касаются времен до 1,0 млрд лет с небольшими изменениями для неопротерозоя. Новая модель включает в себя три суперконтинента: Нуну, Родинию и Пангею.

Меня больше всего поразило в этом исследовании то, насколько сильно изменилась поверхность Земли, постоянно разрушаясь и собираясь заново в динамическом танце.

«Картографирование нашей планеты через долгую историю создаёт красивый континентальный танец», — объясняет доктор Цао. Действительно, понимание потока геологического времени позволяет нам осознать масштаб трансформации Земли. Например, распад суперконтинентов, таких как Нуна, Родиния и Пангея, не только изменил поверхность планеты, но и заложил основу для многих ключевых событий в истории климата и биологии Земли.

Кроме того, результаты исследования показывают, что тектонические движения играли важную роль в формировании климата планеты. Например, тектоника плит обнажает породы, которые подвергаются выветриванию и помогают регулировать уровни углекислого газа в атмосфере, связывая его в горных породах.

Это, в свою очередь, влияет на долгосрочные климатические тенденции. Реконструкция команды помогает объяснить, почему Земля переживала периоды экстремальных климатических изменений, такие как эпизоды «Снежного шара Земли», когда планета была полностью или почти полностью покрыта льдом.

Эти тектонические движения, способствующие как подъёму горных хребтов, так и формированию океанских бассейнов, были ключевыми в регулировании атмосферы и климата Земли на протяжении времени.

Если бы Земля была полностью покрыта льдом, альбедо было бы высоким, поэтому солнечный свет в основном отражался бы и не нагревал бы Землю. Если будет больше свободных ото льда поверхностей с более низким альбедо, солнечный свет, падающий на эту поверхность, не будет так сильно отражаться, и Земля будет поглощать больше солнечного света и нагреваться. Потепление приводит к еще большему таянию льда, что еще больше снижает альбедо Земли. Эта петля обратной связи по альбедо льда может продолжаться до тех пор, пока Земля полностью не освободится ото льда.
Если бы Земля была полностью покрыта льдом, альбедо было бы высоким, поэтому солнечный свет в основном отражался бы и не нагревал бы Землю. Если будет больше свободных ото льда поверхностей с более низким альбедо, солнечный свет, падающий на эту поверхность, не будет так сильно отражаться, и Земля будет поглощать больше солнечного света и нагреваться. Потепление приводит к еще большему таянию льда, что еще больше снижает альбедо Земли. Эта петля обратной связи по альбедо льда может продолжаться до тех пор, пока Земля полностью не освободится ото льда.

Но дело не только в климате. Тектоника плит также была важна для доставки питательных веществ, необходимых для процветания жизни. Породы, подвергшиеся тектоническим воздействиям, выносят на поверхность химические элементы, такие как фосфор и молибден, которые важны для биологических процессов, включая развитие сложной жизни.

Формирование суперконтинентов создавало крупные горные хребты, которые подвергались эрозии и предоставляли эти питательные вещества, способствуя эволюции жизни на Земле. «Моделирование прошлого нашей планеты необходимо для понимания того, как питательные вещества стали доступны для питания эволюции», — подчёркивает доктор Цао, отмечая важность этой работы в понимании того, как жизнь эволюционировала вместе с изменениями на поверхности Земли.

С моей личной точки зрения, изучение прошлого Земли вызывает особое чувство связи с планетой. Конечно, я обожаю ископаемые и историю, а ещё я женат на палеонтологе. Вероятно, поэтому мне так нравится это исследование (и видео, которое они создали). Оно даёт нам лучшее понимание того, насколько взаимосвязаны внутренние и поверхностные процессы Земли.

От формирования климата до создания условий для эволюции жизни — тектонические плиты сыграли в этом ключевую роль. И хотя это исследование открывает новые горизонты, оно также лишь начало.

Как утверждают авторы, «эта первая попытка картографирования последних 1,8 миллиарда лет истории Земли — это огромный шаг вперёд... но это всего лишь первая попытка». Нам предстоит узнать ещё так много о геологической истории нашей планеты!

Земля претерпела невероятные трансформации, и каждый сдвиг оставил свой след в мире, в котором мы живём сегодня. Будь то горы, по которым мы совершаем походы, или воздух, которым мы дышим, эти земные силы формировали каждую часть окружающей среды. Не забудьте рассказать об этом своим детям!

Наука
7 млн интересуются