Согласно моделированию тектонической истории Земли, проведенному австралийскими исследователями на протяжении почти миллиарда лет, причиной глобального похолодания, в результате которого планета оказалась покрыта огромным ледяным щитом, стало недостаточное количество углекислого газа в атмосфере.
Около 720 миллионов лет назад Земля была похожа на ледяную пустыню, вся ее поверхность, включая океаны, была покрыта льдом. Температура опустилась до такой степени, что на экваторе было не холоднее, чем сейчас в Антарктиде (от минус 70 до минус 25 градусов Цельсия, в зависимости от времени года и конкретного региона континента). Благодаря высокому альбедо лед отражал значительную часть солнечного излучения, возвращая его в космос и способствуя поддержанию низких температур.
Ученые обозначают этот период глобального оледенения «Земля-снежок». Ключевым его событием было стертское оледенение, этот период охватывал около 60 миллионов лет (от 717 до 660 миллионов лет назад). События того времени предшествовали появлению динозавров и развитой флоры.
Ученые до сих пор не могут точно определить, почему наша планета начала замерзать. Согласно мнению некоторых геологов, это могло быть вызвано вспышкой вулканической активности, предшествовавшей оледенению. Вулканические газы, такие как диоксид серы, попадая в атмосферу, препятствовали проникновению части солнечного света, что и стало причиной глобального похолодания.
Некоторые эксперты придерживаются противоположной точки зрения, полагая, что причиной похолодания на планете стало недостаточное количество углекислого газа ( CO2) в атмосфере происходит процесс, известный как «силикатное выветривание», геологический процесс, характеризующийся медленным и устойчивым разрушением силикатных пород посредством химических реакций. Эти реакции приводят к тому, что углекислый газ удаляется из атмосферы и переходит в океанические отложения.
Геологи из Университета Квебека в Монреале (Канада) поддержали последнюю версию. В 2023 году ученые изучили отложения магматической провинции Франклин в Канадской Арктике , которая, по имеющимся данным, сформировалась непосредственно перед началом стертского оледенения, и пришли к выводу, снижение концентрации углекислого газа в воздухе стало причиной этого события.
Группа геологов из Сиднейского и Аделаидского университетов (Австралия) провела новое исследование, целью которого было подробное изучение причин стертского оледенения и выяснение факторов, обусловивших его продолжительность – почти 60 миллионов лет. Результаты работы опубликованы в журнале Geology.
Для выяснения причины глобального похолодания, которое произошло на Земле 700 миллионов лет назад, и объяснения его длительности, австралийские геологи начали с изучения ледниковых отложений стертского оледенения в горной области Флиндерс, что в штате Южная Австралия, а затем применили программу EarthByte. Она разработана для интерактивной визуализации и анализа геотектонических моделей, главным образом, моделей тектоники литосферных плит, определяющих структуру земной поверхности.
Сначала ученые создали модель, имитирующую изменения континентов и океанических бассейнов после разрушения древнего суперконтинента Родиния (этот гипотетический континент сформировался около 1,1 миллиарда лет назад и разрушился примерно 750 миллионов лет назад. После этого ученые объединили полученную модель с другой, которая позволила рассчитать изменения в выбросах углекислого газа, связанные с дегазацией подводных вулканов, расположенных вдоль срединно-океанических хребтов — зон, где тектонические плиты расходятся и образуется новая земная кора.
Анализ полученных данных выявил, что начало стертского оледенения приурочено к минимальному уровню углекислого газа в атмосфере, который был зафиксирован ниже 200 частей на миллион — это менее чем половина от текущих значений. Примечательно, что такие показатели наблюдались на протяжении всего ледникового периода.
«В период оледенений на Земле отсутствовали наземные растения и многоклеточные живые организмы. Содержание парниковых газов в атмосфере в основном зависело от выбросов CO2 вулканами и от процессов выветривания силикатных пород, которые поглощали углекислый газ», — пояснила Адриана Дуткевич (Adriana Dutkiewicz), одна из авторов исследования.
Ученые объясняют наступление стертского оледенения двумя факторами: тектонические изменения литосферных плит снизили вулканическую эмиссию углекислого газа, в то время как в магматической провинции Канадской Арктики начался процесс «силикатного выветривания», поглощавший углекислый газ из атмосферы и переносивший его в океанические осадки. Этот процесс выветривания занимает значительные промежутки времени, что и обусловило продолжительность глобального похолодания.
Если расчеты, проведенные австралийскими учеными, окажутся верными, это может кардинально пересмотреть будущие климатические прогнозы. В настоящее время многие исследователи обеспокоены тенденцией к глобальному потеплению. По их мнению, в ближайшие 250 миллионов лет температура на Земле возрастет настолько, что это приведет к гибели значительного числа живых существ.
Не все ученые разделяют эту точку зрения. Современные климатологи отмечают уменьшение вулканических выбросов углекислого газа, что связано с увеличением частоты столкновений континентов и замедлением движения тектонических плит. Таким образом, существует вероятность того, что планета может вновь погрузиться в ледниковый период».