Вполне вероятно, что более семисот миллионов лет назад наша планета была вся покрыта льдом. И если это действительно правда, то становятся объяснимы многие геофизические парадоксы, обнаруженные недавно.
Так, некоторые ученые выдвигают предположения о том, что в очень далеком прошлом нашу Землю, по крайней мере, три раза полностью покрывали ледники, имеющие больше километра толщины. И вот несколько лет назад американский геофизик Харланд неожиданно для всех установил, что находящиеся в тропических широтах прибрежные древние скалы, дошедшие до нас из неопротерозойского периода, покрыты остатками льда.
Парадокс в том, что лед в тропических зонах можно увидеть лишь в горах, да и то на высоте не ниже пяти километров.
Второй парадокс — тот факт, что, как в слоях пирога, вместе с такими странными наносами Харланд обнаружил необычно богатые железом отложения, расположенные поочередно со слоями льда. Это более чем странно, поскольку, когда в атмосфере Земли есть свободный кислород, открытое железо сразу же окисляется, а найденные отложения окислу не подвергались, хотя есть основания полагать, что состав атмосферы в неопротерозойскую эру являлся почти таким же, как сейчас.
Другая загадка – наблюдаемая повсеместно странная закономерность: эти наносы в тропических зонах обязательно покрыты толстым слоем скального грунта, очень богатого карбонатом. Специалисты знают, что карбонат из морской воды выделяется при ее нагреве, растворяясь при охлаждении. Картина получается такая, будто теплые тропические воды в какое-то время охлаждались, а потом достаточно быстро прогрелись из-за повышения температуры в воздухе.
Кроме того, анализ изотопов углерода в найденных карбонатных отложениях, участвующих в биохимических жизненных процессах и потому указывающих на существование жизни или ее отсутствие, привел к выводу, что в скальные породы железо было включено во время очень долгих, растянутых на миллионы лет, перерывов, когда на планете полностью отсутствовала биологическая жизнь.
Но что могло стать причиной таких огромных перерывов в эволюции?
Попытки объяснить такие парадоксы были предприняты многими учеными. Так, в 1960-х геофизик Харланд самым первым высказал мысль, что в эпоху неопротерозоя Земля замерзала, причем даже в жарких тропиках. Почти одновременно к этому выводу, хотя и исходя уже из других фактов, пришел и советский геофизик Михаил Будыко, одним из первых смоделировавший земной климат.
Согласно его расчетам, при существенном снижении в атмосфере концентраций углекислого газа возможно резкое понижение парникового эффекта, а значит — охлаждение воздуха, вызывающее распространение льдов и снега в сторону экватора. А такое увеличение площади, оказавшейся подо льдом и снегом, отражающими солнечный свет, может вызывать еще большее охлаждение. И уже подобная цепная реакция, в конечном счете, приводит к замерзанию практически всей поверхности Земли.
Будыко назвал свое решение этого климатического уравнения «решением белой планеты» или же «ледяной катастрофой».
Но тогда что прервало этот ледниковый период? В 90-ых прошлого столетия американским геологом Джозефом Киршвинком было высказано предположение о том, что сдвиг тектонических плит вызвал появление большого числа вулканов, которые начали выбрасывать в атмосферу замерзшей планеты огромное количество углекислого газа. В атмосфере нашей полностью замерзшей планеты, которую Киршвинк назвал «снежным комом», этот углекислый газ стал накапливаться до тех пор, пока «парниковый эффект», вызванный им, не поднял температуру в воздухе до того значения, перед которым льды начали отступать.
Киршвинк пришел к этому выводу, пытаясь выяснить природу загадочных отложений железа на ледниковых наносах. Согласно его теории, железо было растворено в мировом океане в то время, когда в нашей атмосфере еще практически не было кислорода, а с его появлением в атмосфере и, следовательно, в воде, железо начало выпадать на океанское дно.
Гипотеза Киршвинка у многих вызвала достаточно прохладную реакцию, однако в последующее десятилетие обнаружились два факта, свидетельствующие в ее пользу: это были упомянутые отложения карбоната и их изотопный состав.
Сценарий ледниковой катастрофы, по мнению ученых, выглядел так: семьсот миллионов лет тому назад все участки суши, которые составляли нынешние континенты, были сгруппированы в основном около экватора, а моря у полюсов были полностью покрыты льдом. Интенсивность потока тепла от солнца была на шесть-семь процентов ниже, чем сейчас, а это делало климат неустойчивым к возможным резким изменениям. Такие изменения могли быть достаточно длительным перерывом в вулканической деятельности, приведшей к снижению притока в атмосферу углекислого газа.
Поскольку тогда континенты лежали вблизи экватора, на них не было льда, и такая суша должна была поглощать углекислый газ даже при снижении температуры. А это приводило к еще большему понижению «парникового эффекта» и понижению температуры, ведя к расширению площадей подо льдами.
Обратный путь таяния льдов тоже представлял собой лавинообразный переход, причем практически мгновенный в геологических масштабах. Обильные дожди, обогащенные углекислотой, быстро разлагали скалы, открывшиеся в результате таяния, и сносили продукты разложения в мировой океан, где стало нарастать содержание карбоната, постепенно оседавшего на дне. Этим и объясняется его нынешнее обнаружение.
Необъясним пока лишь один парадокс: это перерывы в «биологически активных» прослойках скальных пород, хотя они, возможно, и стали следствием повторений цикла «обледенение – таяние», которых учеными насчитано минимум три.
Но как жизнь на Земле после каждого цикла все-таки ухитрялась воскресать?
Первоначально было выдвинуто предположение, что произошло это в силу огромной приспособляемости простейших, однако такое объяснение опровергали биологи. Некоторые ученые, осуществившие сложные компьютерные расчеты, уверяют, практически во всех циклах на обледеневшей планете все-таки оставались «оазисы», свободные ото льда. И именно они поддерживали жизнь в ее тогдашних формах.
Сегодня наша планета кажется безопасной. Большинство континентов расположено вблизи полюсов, однако движение тектонических плит, а значит, и материков, никогда не прекращается. И, вполне вероятно, через миллионы лет они опять сгруппируются у экватора, и тогда произойдет еще одно обледенение.
Остается только надеяться, что так же, как и в прошлом, наша планета выживет и вступит в новую фазу своей неординарной истории.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Комментариев нет:
Отправить комментарий