В конце протерозоя Землю охватило масштабное похолодание. Его влияние на ландшафты и ускорение эволюции видов значительное, но многие детали остаются неизвестными. Новые исследования европейских ученых, которые датировали комплекс горных пород в Шотландии и Ирландии, сохранивший полную картину того периода, могут пролить свет на эту тему.
В глубокой древности на Земле последовательно случились два крупных оледенения: стертское и мариноанское. Первое (717–658 миллионов лет назад) было самым суровым. Лёд покрывал даже экватор. В геологии этот период называют криогением, а его описанием гипотезу — «Земля-снежок».
Часть людей верят, что в криогении планета полностью покрылась льдом: замерзли океаны, реки, неподвижные ледники сковывали всё. Другие считают, что оледенения были локальными, а поверхность подвергалась активной эрозии, существенно изменив ландшафт континентов.
В 1970-х годах учёные предположили, что комплекс горных пород Порт Аскейг, обнажающийся на острове Айлей и в других местах Шотландии, сформировался во время стертского оледенения. Это один из самых полных стратиграфических разрезов того времени. Толщина формации (1,1 километра), а также признаки продвижения и отступления ледников противоречат гипотезе о постоянном длительном ледниковом покрове.
Для выяснения вопроса специалисты из Великобритании, возглавляемые Университетским колледжем Лондона, проанализировали датировки обломочных цирконов из формации Порт Аскейг. Она представлена преимущественно на шотландских островах, а также в северной и южной частях графства Донегол в Ирландии. В стратиграфическом разрезе она занимает среднее положение в более обширной серии пород дальред. Ниже по слоям залегает формация Гар Эйлех.
В ходе исследования ученые проанализировали 11 проб песчаников пород Порт Аскейг и Гар Эйлех, извлекая более двух тысяч обломочных цирков. Возраст образцов был определен с помощью уран-свинцового метода. опубликована в Journal of the Geological Society.
Возраст восьми образцов минералов совпадает со сроком стерстского оледенения. Остальные образцы значительно древнее, относящиеся к архею. Авторы считают это свидетельством разрушения ледником древнего континента Лаврентия, что указывает на частичное и подвижное оледенение. Распределение цир conos разного возраста по формации Порт Аскейг говорит о глубоких преобразованиях ландшафта.
Открытие на шотландских островах Гарвеллах необычайно важно. Там сохранилась запись смены теплого тропического климата, предшествовавшего криогену, на обледенение. В породах сходного возраста в других местах, например, в Северной Америке или Намибии, такого перехода нет.
Элиас Руген, ведущий автор работы, подчеркнул, что исследователям удалось впервые получить достоверные сведения об возрасте скальных пород Шотландии и Ирландии, что свидетельствует о глобальном значении этих находок.
Породы в Гарвеллах уникальны: это 70-метровые древние карбонаты, залегающие под стертскими слоями и образовавшиеся в тропических водах. В них сохранились следы теплой морской среды, где процветала цианобактериальная жизнь, сменившаяся постепенно на более холодное окружение. Период умеренного климата на Земле длительностью миллиард лет завершился.
Благодаря точному возрасту горных пород исследователи смогут обозначить начало криогена. Такое открытие может стать новым «золотым гвоздём», то есть опорой, определяющей нижнюю границу геологического слоя.