500–700 миллионов лет назад из земных недр на поверхность было выброшено огромное количество соединений, содержащих углерод. Это событие, возможно, определило судьбы земной жизни. К такому выводу пришли исследователи, изучив найденные в Антарктиде кристаллы циркона. Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Geoscience 27 ноября 2017 года.
Самый большой резервуар углерода на Земле – её мантия. И он постоянно пополняется. В так называемых зонах субдукции океаническая кора погружается в раскалённые глубины планеты. При этом в мантию с поверхности попадает углерод. Впрочем, недра не остаются в долгу: извержения вулканов – самый мощный из источников, обогащающих углекислым газом атмосферу Земли.
Согласно стандартным геологическим моделям, иногда из мантии выделяется больше углерода, чем погружается в неё с земной поверхности. Это должно приводить к повышению содержания углекислого газа в атмосфере и, значит, к потеплению климата. Но какова на самом деле роль этого процесса в формировании климата Земли? На этот вопрос пока нет ответа.
В поисках истины учёные исследовали так называемые зёрна (очень маленькие кристаллы) циркона , найденные в Антарктиде. Их интересовало содержание в минерале различных элементов, прежде всего углерода. Получив эти данные, учёные могут определить химический состав магмы, из которой когда-то кристаллизовался минерал. Возраст образцов определялся уран-свинцовым методом . Между прочим, некоторые из изученных фрагментов были размером всего 0,1 миллиметра, то есть не толще человеческого волоса.
Как сообщается в пресс-релизе исследования, оказалось, что образцы возрастом 500–700 миллионов лет свидетельствуют о пике выброса щелочной магмы. Это довольно редкий тип лав, в котором в 10–50 раз больше углерода, чем в обычной вулканической лаве. Существуют отдельные вулканы, для которых он является обычным – например, Этна в Италии и Эребус в Антарктиде. Но следы, обнаруженные в цирконии, как полагают авторы, говорят не о локальном, а о глобальном событии.
Исследователи также обращают внимание, что для геологической летописи эдиакарского периода (635 – 540 миллионов лет назад) характерны голубые сланцы (blueschists). Эти породы образуются, когда в мантию обильно поступают вода, углерод и сера с поверхности Земли. Они тоже свидетельствуют, что на поверхности в этот момент стало больше углерода.
Авторы делают вывод, что 500–700 миллионов лет назад произошёл глобальный выброс соединений углерода из мантии Земли. Именно он привёл к окончанию периода "Земли-снежка" (720–635 миллионов лет назад), когда Земля была закована льдом почти до экватора.
Интересно, что он предшествовал кембрийскому взрыву – резкому и мгновенному по геологическим меркам увеличению числа ископаемых останков в палеонтологической летописи. Возможно, именно этот выброс углерода сыграл ключевую роль в истории жизни на Земле.
К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее также писали о гигантских резервуарах кислорода на границе ядра и мантии, а также об огромных "океанах " в недрах планеты.
