Обнаруженный в индийских Гималаях минерал магнезит сохранил в себе «законсервированные» капли протерозойского океана. Воде — 600 миллионов лет. Это означает, что по ней можно судить о составе морей во время глобальных оледенений криогения.
За четыре с лишним миллиарда лет своей истории Земля повидала всякое — и падения огромных метеоритов, и колоссальные извержения вулканов, и глобальные оледенения. Ученые доказали, что в прошлом наша планета побывала скованной льдом от полюса до полюса, причем не один раз. Это состояние «Земли-снежка» (Snowball Earth), которое планета в последний раз пережила в криогении — предпоследнем периоде протерозойской эры.
Как ни странно, толстый слой льда тогда не погубил древнюю хрупкую жизнь, а возможно, даже стимулировал ее развитие. Действительно, появление крупных, сложных и разнообразных существ произошло как раз после криогения с его оледенениями — в эдиакарии и, разумеется, кембрийском периоде.
В новой статье индийских и японских ученых, опубликованной в журнале Precambrian Research, описаны уникальные образцы океанической воды, которые относятся к тем временам. Их возраст составляет около 600 миллионов лет, однако эта вода прекрасно сохранилась, поскольку оказалась «запечатана» в пористом магнезите. Этот минерал представляет собой карбонат магния с примесями кальция.
Авторы статьи назвали свою находку «капсулой времени», помогающей понять то загадочное время в истории Земли, от которого сохранилось так мало палеонтологических образцов. Ограничены и наши знания о неопротерозойских океанах, в том числе их уровне кислотности, насыщенности кислородом и другими газами, а также растворенных минералах.
Между тем такие данные нельзя списывать со счетов, говоря о современных изменениях климата, закислении океана и так далее. Изучение нашей планеты требует целостного рассмотрения и широкой временной перспективы.
Тщательные лабораторные исследования образцов из Гималаев дали понять, что они представляют собой именно воду из древнего океана, а не продукт обезвоживания магмы или что-то еще. Благодаря этой воде геологи узнали, что во времена глобальных оледенений в океанах было мало ионов кальция. Ученые связывают это с малым притоком богатой кальцием пресной воды с суши, что довольно естественно — едва ли по промерзшей планете текли полноводные реки. В соответствии с этим замедлилось образование осадочных пород, богатых кальцием, а вот магния — его главного «иона-конкурента» — напротив, стало больше.
Дефицит кальция создал неблагоприятные условия для многих жизненных форм на протерозойской Земле — «планете микробов», населенной тогда почти исключительно одноклеточными существами. Зато цианобактерии — способные к фотосинтезу прокариоты — напротив, процветали. Вот только для планеты в целом это обернулось одним из самых крупных экологических кризисов — кислородной катастрофой, которая последовала сразу после глобального оледенения (551-630 миллионов лет назад).
Уровень кислорода в океане и в атмосфере тогда резко подскочил, химические условия на Земле радикально изменились, что обернулось глубоким кризисом для биосферы. Впрочем, планета успешна его преодолела: вскоре на ней заметно потеплело и возникло множество сложных форм жизни.