В конце протерозоя, около 717–658 миллионов лет назад, Земля пережила один из самых драматичных периодов в своей истории — масштабное оледенение, известное как стертское оледенение. Это событие оказало значительное влияние на эволюцию жизни и изменение ландшафта нашей планеты. Однако многие аспекты этого периода остаются загадкой для ученых. В недавнем исследовании группа европейских ученых сосредоточилась на комплексах горных пород в Шотландии и Ирландии, которые сохранили наиболее полную информацию о том времени.
Вообще в истории Земли произошло два крупных оледенения: стертское и мариноанское, каждое из которых оставило свой след в геологическом прошлом. Но именно стертское оледенение, по мнению многих ученых, было самым суровым из них. В этот период льды достигали даже экваториальных широт, что стало основой для гипотезы о "Земле-снежке". Эта теория предполагает, что в криогенный период планета могла быть полностью покрыта льдом, включая замерзшие океаны и реки, а неподвижные ледники создавали сплошной ледяной покров.
Существуют и альтернативные взгляды на этот вопрос. Некоторые исследователи считают, что оледенения были локальными, и хотя ледники действительно существовали, поверхность Земли активно подвергалась эрозии, что существенно изменяло ландшафт континентов. В 1970-х годах ученые выдвинули гипотезу о том, что комплекс горных пород Порт Аскейг, который находится на острове Айлей и в других местах Шотландии, сформировался в результате стертского оледенения. Этот комплекс считается одним из наиболее полных стратиграфических разрезов того времени, с толщиной формации около 1,1 километра.
Исследование показало, что признаки наступления и отступления ледников в этом комплексе противоречат идее о постоянном и длительном ледниковом покрове. Чтобы прояснить эти вопросы, ученые из Великобритании, возглавляемые исследователями из Университетского колледжа Лондона, провели анализ обломочных цирконов из формации Порт Аскейг. Эти цирконы, как известно, являются одними из самых стойких минералов, и их датировка может дать важные подсказки о времени формирования горных пород.
Формация Порт Аскейг наиболее полно представлена на островах Шотландии, а также на севере и юге графства Донегол в Ирландии. Стратиграфически она занимает срединное положение в более крупной серии пород дальред, что позволяет ученым более точно интерпретировать изменения, произошедшие в тот период. Под ней залегает формация Гар Эйлех, которая также содержит важные данные о геологической истории региона.
В ходе работы исследователи выделили более 2000 обломочных цирконов из 11 проб и определили их возраст с помощью уран-свинцового метода. Результаты этих исследований были опубликованы в авторитетном научном журнале Journal of the Geological Society.
Анализ показал, что возраст минералов из восьми образцов соответствует времени стертского оледенения, что указывает на важные климатические изменения в этот период. Однако у остальных образцов был обнаружен значительно более древний возраст, уходящий в архейскую эру, что, по мнению авторов исследования, свидетельствует о разрушительном воздействии ледников на древний континент Лаврентия. Это открытие подразумевает, что обледенение в этом регионе было не статичным, а динамичным процессом, что могло привести к значительным изменениям в ландшафте.
Особенно интересным является одно из обнажений на шотландских островах Гарвеллах, где сохранилась запись смены климатических условий. Здесь наблюдается переход от теплого тропического климата, предшествовавшего криогению, к холодным условиям обледенения. Важно отметить, что в других геологических образованиях аналогичного возраста, таких как в Северной Америке и Намибии, такой четкой записи перехода не наблюдается. Это делает породы в Гарвеллах уникальными и ценными для понимания климатических изменений в истории Земли.
Элиас Руген, первый автор статьи, отметил, что их работа представляет собой первый убедительный источник данных о возрасте этих пород в Шотландии и Ирландии, подтверждая их глобальное значение. Он подчеркнул, что породы в Гарвеллах состоят из 70 метров древних карбонатов, которые залегают под стертскими слоями и образовались в тропических водах. Эти карбонаты сохранили следы теплой морской среды, в которой процветала цианобактериальная жизнь, что указывает на высокую биологическую активность в тот период. Затем, по мере изменения климата, эта жизнь постепенно заменилась более холодными условиями.
Теперь, когда ученые располагают точными данными о возрасте горных пород, они могут более точно маркировать начало криогения — периода, когда на Земле происходили значительные изменения климата, и который, возможно, станет новым «золотым гвоздем» в геологической хронологии. Этот термин используется для обозначения опорного разреза, который демонстрирует нижнюю границу геологического яруса.
