Время не помеха. Геологи проследили, как остывало морское дно 3,5 миллиарда лет назад

Горные породы хранят информацию о далеком прошлом. Например, их состав может указывать на условия окружающей среды во время их формирования. Это делает их чрезвычайно важными для исследований в области климата. В связи с этим ученые решили выяснить следующее: может ли «кремнистый сланец» — осадочная порода, которая образуется, когда богатый кремнезёмом ил погружается на сотни метров в глубину, — рассказать что-нибудь о климате прошлого?

Исследование ученых из Гёттингенского университета и Центра наук о Земле им. Гельмгольца показало, что изотопы кислорода в кремнистых породах не дают четкого представления о климате в древности. Однако они позволяют определить, сколько тепла выделялось из недр Земли и достигало морского дна. Это крайне важно для понимания ранней истории планеты: полученные данные позволяют исследователям понять, какими были условия на поверхности Земли 3,5 миллиарда лет назад.

Исследование было опубликовано в журнале Geology.

Черты океанического плато Шацкого поднятия в западной части Тихого океана к востоку от Японии, а также данные международных проектов по бурению показывают, что состав трех изотопов кислорода, известных как 16O, 17O и 18O, в горных породах меняется в зависимости от теплового потока, интенсивность которого варьируется в зависимости от местоположения на морском дне. В местах, где океаническая кора Земли формировалась совсем недавно из поднимающейся магмы, к поверхности Земли поступает больше тепла.

С другой стороны, в более древней океанической коре тепловой поток ниже, потому что кора успела остыть. Исследователям впервые удалось измерить количество энергии, проходящей через земную кору, с помощью изотопов кислорода в кремнях. Они использовали собственную модель расчета и подтвердили свои результаты независимыми измерениями в Мировом океане.

«Наш метод позволил нам впервые измерить, сколько тепла проходило через земную кору в прошлом, и таким образом интерпретировать и понять часть истории Земли», — объясняет ведущий автор исследования Оскар Шрамм (Oskar Schramm).

Профессор Майкл Тацель (Michael Tatzel), руководивший исследованием, добавляет: «Далее мы хотим выяснить, почему в некоторых кремнях наблюдаются необычные соотношения изотопов кислорода, которые не соответствовали равновесию с морской водой в момент их формирования. Предварительные результаты наших недавних исследований позволяют предположить, что вулканический пепел может играть решающую роль».

Ученые из Массачусетского технологического института и их коллеги недавно обнаружили чрезвычайно редкие остатки «прото-Земли», которая сформировалась около 4,5 миллиарда лет назад.