В геологических записях не хватает миллиарда лет: куда это могло пропасть

Геологическая запись - это именно так: запись. Слои скалы рассказывают ученым о прошлой среде, очень похоже на страницы в энциклопедии. За исключением того, что в этом справочнике пропущено больше страниц, чем осталось. Таким образом, перед геологами стоит задача не только понять, что там, но и выяснить, что нет, и куда это пошло сообщает сайт nexusrus.com.

В частности, одно упущение озадачило ученых на протяжении более столетия. Впервые замеченное Джоном Уэсли Пауэллом в 1869 году в слоях Гранд-Каньона, Великое Несоответствие, как известно, составляет более одного миллиарда лет пропавшего камня в определенных местах.

Ученые разработали несколько гипотез, чтобы объяснить, как и когда это ошеломляющее количество материала могло быть разрушено. Теперь геолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Фрэнсис Макдональд и его коллеги из Университета Колорадо, Боулдера и Колорадского колледжа считают, что они, возможно, исключили одну из наиболее популярных из них. Их исследование появляется в трудах Национальной академии наук .

«Есть несоответствия на всем протяжении рок-записи», - объяснил Макдональд, профессор кафедры наук о Земле. «Несоответствия - это просто разрывы во времени в рок-записи. Это называется Великим Несоответствием, потому что считалось, что это особенно большой разрыв, возможно, глобальный разрыв».

Основная мысль заключается в том, что ледники сгребали километры скал около 720-635 миллионов лет назад, во время, известное как Земля снежного кома, когда планета была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза даже имеет то преимущество, что помогает объяснить быстрое возникновение сложных организмов вскоре после этого в кембрийском взрыве, поскольку весь этот разрушенный материал мог заселить океаны с огромным количеством питательных веществ.

Макдональд скептически отнесся к этому рассуждению. Хотя аналоги Великого Несоответствия появляются во всем мире - с одинаковым количеством камней, отсутствующим в течение одинаковых отрезков времени - они не выстраиваются идеально. Это ставит под сомнение то, были ли они действительно разрушены глобальным событием, таким как Snowball Earth.

Часть проблемы исследования Великого Несоответствия состоит в том, что это произошло так давно, и Земля - ??грязная система. «Эти камни были похоронены и разрушены многократно в течение их истории», сказал Макдональд.

К счастью, команда смогла проверить эту гипотезу, используя технику под названием термохронология. В нескольких километрах ниже поверхности Земли температура начинает повышаться, когда вы приближаетесь к горячей мантии планеты. Это создает градиент температуры примерно 50 градусов Цельсия на каждый километр глубины. И этот температурный режим может запечатлеть некоторые минералы.

По мере разрушения некоторых радиоактивных элементов в породах образуется гелий-4. Фактически гелий постоянно генерируется, но фракция, содержащаяся в разных минералах, является функцией температуры. В результате ученые могут использовать отношение гелия к торию и урану в некоторых минералах в качестве палеотермометра. Это явление позволило Макдональду и его соавторам отследить, как камень перемещался в коре, когда он был похоронен и разрушен на протяжении веков.

«Эти несоответствия формируются снова и снова через тектонические процессы», сказал Макдональд. «Что действительно нового, так это то, что теперь мы можем получить доступ к этой гораздо более старой истории».

Команда взяла образцы из гранита чуть ниже границы Великого Несоответствия на Пайкс-Пик в Колорадо. Они извлекали из камня зерна особенно упругого минерала циркона и анализировали радионуклеотиды гелия, содержащиеся внутри. Техника показала, что несколько тысяч километров породы были разрушены из-за этого гранита между 1000 и 720 миллионами лет назад.

Важно отметить, что этот отрезок времени окончательно наступил до эпизодов «Снежного шара». На самом деле, он намного лучше согласуется с периодами, когда суперконтинент Родиния формировался и распадался. Это дает ключ к пониманию процессов, которые, возможно, произошли в эти годы из геологических данных.

«Основная гипотеза заключается в том, что эта крупномасштабная эрозия была вызвана образованием и разделением суперконтинентов», - сказал Макдональд.

Земной цикл формирования и разделения суперконтинента поднимает и разрушает невероятные размеры породы в течение длительных периодов времени. А поскольку процессы суперконтинента по определению занимают много земли, их влияние может показаться довольно синхронным в геологических записях.

Однако эти процессы не происходят одновременно, как в глобальном событии, таком как Snowball Earth. «Это грязный процесс», сказал Макдональд. «Есть различия, и теперь у нас есть возможность, возможно, устранить эти различия и вытащить эту запись».

Хотя результаты Макдональда соответствуют тектоническому происхождению этих великих несоответствий, они не заканчивают дебаты. Геологам необходимо будет дополнить эту работу аналогичными исследованиями в других регионах мира, чтобы лучше ограничить эти события.

Тайна Великого Несоответствия неразрывно связана с двумя другими великими загадками геологии: взлетом и падением снежного кома Земли и внезапным появлением сложной жизни в Эдиакаре и Кембрии. Прогресс в любом может помочь исследователям, наконец, взломать судьбу

«Кембрийский взрыв был дилеммой Дарвина», - отметил Макдональд. «Это 200-летний вопрос. Если мы сможем решить это, мы определенно станем рок-звездами».