Мариноанское оледенение относится к наиболее экстремальным климатическим событиям в истории Земли. Согласно новым исследованиям, в тот период ледяной покров, вероятно, не покрывал полностью сушу и океаны, а подвергался колебаниям, многократно увеличиваясь и уменьшаясь. Анализ горных пород формации Нантуо (Южный Китай) позволил авторам статьи сделать такой вывод. Данные колебания ледников объясняют, как жизнь на Земле смогла выжить во время значительных климатических изменений в позднем протерозое.
В истории климата Земли существуют периоды глобального оледенения, известные как «Земли-снежка». Это время характеризовалось распространением льда как в Мировом океане, так и на континентах, которые в то время были расположены вблизи экватора).
Геологи идентифицировали не менее двух этапов, в течение которых Земля превращалась в ледяной мир. Одним из них является стертское оледенение, произошедшее около 700 миллионов лет назад, в начале криогенного периода. Другое глобальное оледенение случилось на стыке криогенного и эдиакарийского периодов появления первых крупных форм жизни. Не исключено, что ему способствовали самые радикальные перестройки климата.
Существуют расхождения во мнениях относительно событий, происходивших на планете в тот период. Известно, что неопротерозойские ледники могли как отступать, так и вновь расширяться. Однако остается неясным, какие именно регионы планеты подвергались этим изменениям, сколько таких эпизодов произошло и как долго они продолжались?
С вопросом разбирались авторы новой статьи в журнале Gondwana Research. Исследователи выделили три возможных сценария глобального похолодания, при которых существование жизни на Земле могло быть поддержано. Согласно первому сценарию, названному «слякотная Земля», в теплых широтах планеты могли сохраняться обширные участки незамерзшей поверхности. Гипотеза Йормунганда, названная в честь гигантского змея из скандинавской мифологии, предполагает наличие единого, узкого водоема на экваторе.
Третья гипотеза предполагает наличие «тонкого льда». Согласно ей, несмотря на масштабное оледенение, лед в океане был недостаточно толстым, чтобы полностью блокировать свет, и поэтому жизнь под ним продолжала существовать. Образование толстого ледяного покрова, покрывающего всю Землю, привело бы к погружению вод в темноту, прекращению обмена газами между атмосферой и океаном и гибели всех протерозойских микробов начиная с фотосинтетиков.
Исследователи детально проанализировали породы формаций Нантуо в Южном Китае, образовавшиеся около 650 миллионов лет назад на небольшой глубине в период мариноанского оледенения. В рамках работы был проведен литофациальный анализ, предполагающий сопоставление близких по возрасту осадочных пород, которые характеризуются локальными различиями в составе.
Был выделен шесть литологических фаций формации Нантуо. Среди них — массивная диамиктитовая фация, грубослоистая фация, состоящая из той же породы, массивная песчаниковая фация, слоистая фация, сложенная из алевролитов и аргиллитов с характерными включениями ( дропстоуны) и, наконец, встречается слоистая аргиллитовая (алевролитовая) фация.
Вертикальная последовательность этих отложений позволила определить две группы (ассоциации), отражающие изменения в древних ледниках. В сочетании с информацией о трех участках дна, сформированных на большей глубине, эти данные свидетельствуют о том, что мариноанский ледник формации Нантуо не менее двух раз расширялся и отступал. Судя по всему, происходил целый ряд подобных повторяющихся циклов.
Раньше предполагалось, что значительные изменения в объеме льдов в океане наблюдались только на больших глубинах. Однако, согласно новой публикации, подобные колебания имели место и в прибрежной зоне. Исследователи полагают, что пульсации ледяного покрова распространялись по всему Мировому океану позднего протерозоя, и динамика эпохи «Земли-снежка» была более сложной, чем считалось ранее. Это позволяет глубже понять, как жизнь смогла пережить тот сложный период и впоследствии начала развиваться.