Земля около 700 млн лет назад пережила эпоху тотального оледенения – криогенный период, когда океан и континенты, вероятно, были почти полностью покрыты льдом. Новое исследование показало, что ключевую роль в этом процессе могла сыграть обычная соль, которая накапливалась на поверхности при замерзании морской воды.
Лед миллионы лет назад покрывал регионы, где сегодня наблюдается теплый климат – об этом свидетельствуют древние породы, найденные в низких широтах. Ученые долгое время считали, что замерзание усилилось из-за обратной связи между замерзшей водой и альбедо – процессом, при котором лед отражает большое количество солнечного света. Чем ярче становится планета, тем меньше тепла она поглощает, что позволяет льду и похолоданию распространяться еще дальше.
Однако новое моделирование ученых из Арктического университета Норвегии (UiT) предполагает, что соль, оставшаяся на морском льду, могла сделать планету еще ярче и холоднее, когда началось глобальное оледенение. Авторы работы обратили внимание на процесс, происходящий при замерзании морской воды. Большая часть соли вытесняется из кристаллической структуры льда, но часть остается в крошечных резервуарах с концентрированной соленой жидкостью. В экстремально холодных условиях может происходить кристаллизация, в результате которой остаются твердые соляные включения.
Кроме того, в сухом и холодном климате в указанный период лед мог сублимироваться – переходить из твердого состояния в пар, минуя жидкую фазу. При этом соль, содержавшаяся во льду, оставалась на поверхности, формируя тонкий слой светоотражающих кристаллов.
Расчеты показали, что накопление соли на поверхности льда действительно усиливает охлаждение на начальных стадиях глобального оледенения. Более того, модель предсказывает существование двух устойчивых состояний: с солевым слоем и без него. В первом случае планета оказывается значительно холоднее, и для выхода из стадии оледенения требуется гораздо более мощное внешнее воздействие. Ученые полагают, что именно это более холодное состояние может лучше соответствовать геологическим данным исследуемого периода истории Земли.