Загадочная сигнатура на льду Гренландии может быть связана не только с космосом

Фото из открытых источников

Глубоко в ледяном щите Гренландии погребено загадочное химическое вещество, вызвавшее ожесточенные научные споры. Резкий скачок концентрации платины, обнаруженный в ледяном керне (цилиндре льда, выбуренном из ледяных щитов и ледников) и датируемый примерно 12 800 лет назад, подтвердил гипотезу о том, что в то время в Землю упал необычный метеорит или комета.

Но новое исследование, как сообщается в The Conversation, предлагает гораздо более приземленное объяснение: этот загадочный след платины мог возникнуть в результате извержения вулкана в Исландии, а не из космоса.

Время имеет значение. Резкий скачок цен на платину произошёл в начале последнего великого периода похолодания на нашей планете — позднего дриаса. Он длился примерно 12 870–11 700 лет назад и привёл к резкому падению температуры в Северном полушарии.

Это произошло как раз в тот момент, когда планета начала нагреваться после последнего ледникового периода. Понимание причин этого похолодания может помочь нам понять, как климат Земли может измениться в будущем.

Ученые предполагают, что эта ледяная фаза в климатической истории Земли на самом деле была вызвана либо крупным извержением вулкана в Германии, либо извержением неизвестного вулкана.

Ледяные керны показывают, что во время тысячелетнего позднего дриаса температура в Гренландии опустилась более чем на 15 °C по сравнению с современными показателями. Европа вернулась к условиям, близким к ледниковым, и на смену лесам, которые начали бурно расти, пришла тундра. Низкоширотные дождевые пояса сместились к югу.

Традиционно принятое объяснение предполагает массовый выброс пресной воды из-за таяния североамериканских ледниковых щитов. Этот выброс пресной воды нарушил циркуляцию океана, что повлияло на температуру.

Однако другие исследователи предположили, что это событие было вызвано падением кометы или астероида над Северной Америкой.

В 2013 году исследователи, анализировавшие керны льда, пробуренные в рамках проекта по исследованию ледникового щита Гренландии (GISP2), обнаружили концентрации платины, значительно превышающие нормальные уровни.

Соотношение платины и иридия также было необычным, поскольку космические камни обычно содержат большое количество иридия, в то время как ледяной керн его не содержит. Характер ледяного керна сильно отличался от всего, что наблюдалось в известных метеоритах или вулканических породах.

Авторы статьи о космическом столкновении предположили, что, возможно, необычный химический состав льда отражает столкновение необычного астероида, состоящего из железа.

В последующей статье было высказано предположение, что химический состав льда может отражать извержение вулкана Лаахер-Зее в Германии, которое имело необычную геохимию и произошло примерно в то же время.

Чтобы проверить эту идею, ученые собрали и проанализировали 17 образцов вулканической пемзы из отложений, оставшихся после извержения озера Лаахер-Зее. Мы измерили содержание платины, иридия и других микроэлементов, чтобы создать химический «отпечаток пальца» извержения.

Результаты оказались однозначными: пемзы Лаахер-Зее практически не содержат платины, её концентрация ниже или едва достигает предела обнаружения. Хотя часть платины могла попасть в атмосферу, прежде чем попасть в породу, извержение, очевидно, не стало причиной резкого роста концентраций платины в Гренландии.

Кроме того, когда ученые тщательно изучили хронологию с использованием обновленных хронологий ледяных кернов, они обнаружили, что всплеск концентраций платины на самом деле произошел примерно через 45 лет после начала позднего дриаса — слишком поздно, чтобы спровоцировать похолодание.

Этот результат был получен независимо, но согласуется с предыдущими исследованиями, показавшими то же самое. Важно отметить, что повышенная концентрация платины сохранялась в течение 14 лет, что указывает на длительное событие, а не на мгновенное падение астероида или кометы.

Мы сравнили химический состав ледяного керна с различными другими геологическими образцами и обнаружили, что наиболее близкое совпадение было с конденсатами вулканического газа (продуктами, образующимися при охлаждении газов, выбрасываемых вулканом, из газообразного состояния в жидкое или твердое), особенно из подводных вулканов.

Вулканы Исландии могут вызывать трещинные извержения, длящиеся годами или даже десятилетиями, что соответствует 14-летней продолжительности пика роста цен на платину. Во время фазы таяния, предшествовавшей позднему дриасу, вулканическая активность Исландии резко возросла, поскольку таяние ледниковых щитов снизило давление на земную кору.

Важно отметить, что подводные или подледниковые извержения взаимодействуют с водой таким образом, который может объяснить необычную химию. Морская вода может удалять соединения серы и одновременно концентрировать другие элементы, например, платину, в вулканических газах.

Эти богатые платиной газы могли затем попасть в Гренландию и отложиться на ледяном щите, что объясняет странную геохимию.

Недавние исследования исторических извержений Исландии подтверждают этот механизм. Извержение вулкана Катла в VIII веке вызвало 12-летний скачок концентрации тяжёлых металлов, таких как висмут и таллий, в гренландских ледяных кернах. Извержение вулкана Эльдгья в X веке привело к скачку концентрации кадмия в ледниковом льду.

Хотя в ходе этих исследований платина не измерялась, эти примеры показывают, что исландские вулканы регулярно поставляют тяжелые металлы в ледяной щит Гренландии.

Из-за хронологического несоответствия, какой бы механизм ни вызвал скачок концентраций платины, он не спровоцировал поздний дриас. Однако наше исследование подтверждает предыдущие результаты, демонстрирующие мощный скачок концентрации вулканического сульфата в нескольких ледяных кернах, точно совпадающий с началом похолодания 12 870 лет назад.

Это извержение, будь то извержение Лаахер-Зее или неизвестного вулкана, выбросило в атмосферу столько серы, что ее можно сравнить с крупнейшими извержениями в истории.

Извержения вулканов могут спровоцировать похолодание за счет выброса серы в стратосферу, отражения входящего солнечного света и потенциального запуска каскада положительных обратных связей, включая расширение морского льда, изменение характера ветров и нарушение океанских течений, хотя будущие исследования должны изучить этот вопрос более подробно.

Значительное вулканическое воздействие в начале позднего дриаса — времени, когда климат уже находился между ледниковым и межледниковым (периодами между похолоданиями) — могло стать тем толчком, который вернул климат Земли обратно в холодное состояние.

Важно отметить, что исследование было сосредоточено на платиновом шипе и не рассматривало другие доказательства внеземного происхождения , такие как сферулы (сферические фрагменты расплавленной породы) и черные маты (загадочные темные слои в почве).

Тем не менее, основываясь на нашем анализе новых результатов и существующих данных, крупное извержение вулкана в северном полушарии представляется наиболее простым объяснением события позднего дриаса.

Понимание климатических факторов прошлого крайне важно для прогнозирования будущих изменений. Хотя вероятность падения крупного метеорита или извержения вулкана в любой год невелика, подобные события практически наверняка произойдут в будущем.

Поэтому знание того, как климат Земли реагировал в прошлом, имеет решающее значение для подготовки к последствиям следующего крупного события.