Обширное извержение лавы могло спровоцировать появление Земли-снежка 717 млн лет назад






Исследование показало, что разрушительные извержения вулканов могли быть настолько сильными, что превратили планету в «Землю-снежок» 717 миллионов лет назад. Извержение вулкана — одно из крупнейших в истории Земли — вероятно, вызвало серию химических реакций, в результате которых из древней атмосферы Земли высосался углекислый газ (CO2).

 

Массивные извержения, которые произошли на территории нынешней северной Канады, извергли каскады лавы, которая затвердела в вулканическом нагорье, покрывающем 2,23 миллиона квадратных километров — площадь, в три раза превышающую площадь Техаса. Затем кислотные дожди обрушили эти свежие камни, вызвав химическую реакцию, которая, возможно, покрыла планету льдом на 57 миллионов лет.

 

Исследователи уже подозревали, что вулканическая активность могла вызвать этот эпизод оледенения, известный как Стуртовское оледенение. Но они не были уверены, как именно вспышка вызвала появление Земли-снежка.

 

«Ничего нельзя понять изолированно», — сказал Гален Пиппа Халверсон, профессор геологии Университета Макгилла в Канаде и соавтор нового исследования.

 

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Earth and Planetary Science Letters, извержения вулканов могут охлаждать планету двумя основными способами . При выбросах выделяются газы, содержащие частицы, богатые серой, которые взвешиваются в атмосфере и блокируют солнечный свет, что приводит к охлаждению. Извержения также могут изменить климат посредством химической реакции, известной как выветривание, которой особенно подвержены лавовые породы. 

 

Выветривание происходит, когда дождевая вода, слегка кислая из-за растворенного углекислого газа (CO2), вступает в реакцию с минералами горных пород с образованием глины и растворимых солей. При формировании этих новых минералов CO2 высасывается из атмосферы и задерживается в отложениях, которые в конечном итоге смываются в океан. Удаление CO2, парникового газа, приводит к глобальному похолоданию. 

 

Чтобы понять, какой механизм вызвал стуртовское оледенение, команде нужно было точно определить, когда произошло извержение вулкана. Частицы серы остаются во взвешенном состоянии в атмосфере от нескольких месяцев до нескольких лет, в то время как для выветривания горных пород требуется от 1 до 2 миллионов лет, чтобы вызвать эффект глобального охлаждения.

 

Халверсон и ее коллеги проанализировали крошечные кристаллы в горных породах, выброшенных вулканами в районе, который известен как большая магматическая провинция Франклина (LIP). Они измерили соотношение урана и свинца в этих кристаллах и рассчитали их возраст на основе скорости распада. Команда также датировала камни, которые были стерты ледниками, когда Земля замерзала.

 

Их анализ предполагает, что извержение вулкана произошло за 1–2 миллиона лет до оледенения, что указывает на химическое выветривание как на основную причину охлаждения Земли. К такому же выводу пришло еще одно исследование, опубликованное в ноябре 2022 года в журнале Science Advances.

 

Выветривание горных пород в других местах земного шара могло способствовать охлаждающему эффекту Франклина LIP. Извержения и последующее оледенение произошли в то время, когда континенты Земли образовывали один гигантский массив суши вокруг экватора — древний суперконтинент Родиния. Этот тропический массив суши часто подвергался дождям, что приводило к дополнительному выветриванию и захвату CO2.

 

Но некоторые эксперты по-прежнему настроены скептически. Пол Хоффман, почетный профессор геологии Гарвардского университета, соавтор исследования 2022 года, сказал, что время стертовского оледенения все еще обсуждается и может не совпадать с недавно определенным временем LIP Франклина. Покрытые льдом скалы, которые представляют собой начало Земли-снежка, возможно, образовались намного позже, чем считается в настоящее время, потому что эрозия указывает на то, что толстый лед тек на уровне моря — процесс, который, вероятно, начался через несколько сотен тысяч лет после того, как океаны замерзли, сказал Хоффман.