Минерал магнезит, найденный в индийских Гималаях, содержит «законсервированные» капли протерозойского океана. Возраст этой воды составляет 600 миллионов лет. Это позволяет использовать ее для изучения состава морей в период глобальных оледенений криогения.
За более чем четыре миллиарда лет своего существования Земля пережила множество событий — от столкновений с крупными метеоритами до мощных вулканических извержений и глобальными оледенения. Исследования показали, что в прошлом Земля неоднократно оказывалась полностью покрытой льдом, от одного полюса до другого. Такое состояние, получившее название «Земля-снежка» (Snowball Earth), последний раз настигло планету в криогении — периоде, предшествовавшем окончанию протерозойской эры.
Как это ни удивительно, массивный ледяной покров не привел к гибели древней 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, относящиеся к указанному периоду времени. Их возраст оценивается примерно в 600 миллионов лет. Несмотря на это, вода сохранилась в превосходном состоянии, поскольку была «запечатана» внутри пористого магнезита – минерала, представляющего собой карбонат магния с добавлением кальция.
Авторы статьи назвали свою находку «капсулой времени», которая, по их мнению, поможет 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.
Нельзя игнорировать эти данные, говоря о современных климатических изменениях, закислении океана и других подобных процессах. Для понимания нашей планеты необходимо комплексный подход и учет долгосрочных изменений.
Тщательные лабораторные исследования образцов, взятых в Гималаях, показали, что они состоят из воды, происходящей 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.
Недостаток кальция негативно повлиял на состояние многих людей жизненных форм на протерозойской Земле — «планете микробов», населенной тогда почти исключительно одноклеточными существами. Цианобактерии, прокариоты, осуществляющие фотосинтез, напротив, успешно развивались. Однако для планеты это повлекло за собой один из крупнейших экологических кризисов — неопротерозойское событие скачком уровня кислорода, последовавший сразу после глобального оледенения (551-630 миллионов лет назад).
Уровень кислорода в океане и атмосфере значительно возрос, химический состав Земли претерпел существенные изменения, что привело к серьезному кризису для биосферы. Впрочем, планете удалось успешно пережить этот период: вскоре на ней стало значительно теплее, и появилось множество разнообразных форм жизни.