У «Великого несогласия» в истории Земли появилось новое объяснение

Фото из открытых источников

Геология — сложная тема, но если и есть один простой принцип, на который можно в целом полагаться, то это закон суперпозиции, или закон, согласно которому самые молодые слои (или слои горных пород или осадочных пород) находятся над более древними слоями.

Конечно, есть исключения – например, разломы, сдвигающие более молодые породы поверх более древних, – но в целом, чем глубже вы спускаетесь, тем старше породы. Но иногда, проходя сквозь слои породы, вы обнаруживаете разрыв, где отсутствуют слои геологической летописи, известный как несогласие.

«Несогласия — это тип геологического контакта — границы между породами — возникающий в результате периода эрозии или паузы в накоплении осадочных пород, за которым следует повторное отложение осадочного материала», — объясняет Джим Дэвис из Геологической службы штата Юта. «Проще говоря, несогласие — это разрыв во времени в непрерывной геологической летописи».

Хотя несогласия встречаются часто, некоторые из них требуют более подробного объяснения, чем другие. В 1869 году Джон Уэсли Пауэлл, изучая слои горных пород в Большом каньоне, заметил такое несогласие, обнаружив породу возрастом 520 миллионов лет, лежащую поверх породы возрастом от 1,4 до 1,8 миллиарда лет. 

«Прошло более миллиарда лет», — пояснил в 2021 году Барра Пик, возглавлявший предыдущее исследование Великого несогласия. «Это также миллиард лет, прошедших в интересный период истории Земли, когда планета переходит от более древних условий к современной Земле, которую мы знаем сегодня».

Несогласие в Большом каньоне само по себе является интересной находкой, но оно стало гораздо более интригующим, когда Великое несогласие было обнаружено по всему миру.

«Если вы отправитесь в места на Канадском щите, вы можете увидеть архейские породы, возраст которых составляет 2,5 миллиарда лет или больше, а поверх них — осадочные породы кембрийского или ордовикского периодов», — объяснил Бренхин Келлер из Дартмутского колледжа. «Таким образом, вы упускаете 2 из этих 2,5 миллиардов лет. В других местах этот разрыв может быть намного, намного короче, но во всех случаях в этот период наблюдается своего рода аномальное обилие несогласий».

Единого мнения относительно причин Великого несогласия нет, но существуют гипотезы. 

Одна из гипотез, выдвинутых в 2019 году, предполагала, что пробел в геологической летописи является результатом «Земли-снежка» — гипотезы о том, что в один или несколько периодов истории Земли ее поверхность почти полностью замерзала. Согласно этой идее, недостающие слои можно объяснить ростом, а затем сокращением ледников, которые размывали горные породы и уносили их в моря. 

Другая версия заключается в том, что это было вызвано образованием суперконтинента Родиния, в результате чего более древние породы поднялись на поверхность, где подверглись выветриванию и эрозии.

В новом исследовании группа геологов, изучающих древние породы на пяти участках в северном Китае, полагает, что обнаружила доказательства того, что события, вызвавшие Великое несогласие, произошли на сотни миллионов лет раньше, чем предполагалось бы в рамках любой из гипотез. Результаты исследования были опубликованы в журнале PNAS.

Команда реконструировала время охлаждения более древних пород по мере их подъема к поверхности в этих местах. Затем они проанализировали радиоактивные элементы в породах, что позволило им определить, сколько времени прошло с тех пор, как породы остыли ниже определенной температуры.

«Данные, полученные с помощью мультихронометров и инверсии термической истории, показывают, что наиболее существенное похолодание континентального фундамента произошло примерно от 2100 до 1600 миллионов лет назад», — поясняют ученые в своем новом исследовании.

Это было задолго до феномена «Земли-снежка», который, как считается, произошел около 700 миллионов лет назад. Согласно статье, существует и другое объяснение: другой суперконтинент.

«Сравнение с данными о термической истории Лаврентии, Балтики и Амазонии позволяет предположить, что причиной эксгумации земной коры под несогласием является длительная тектоника плит, в значительной степени регулируемая циклами суперконтинентов, а не оледенение в период «снежного шара», — пишут исследователи. «Наиболее выраженная эрозия, наблюдаемая как в термохронологической летописи, так и в геохимических показателях континентального выветривания, соответствует формированию первого настоящего суперконтинента Земли (Колумбии), а не кембрийскому взрыву или появлению современной тектоники плит».

Новое исследование вряд ли положит конец дебатам, хотя оно, безусловно, интересно и, вероятно, вызовет дальнейшие дискуссии среди геологов по этой теме, особенно учитывая, что первые животные появились вскоре после наступления эпохи «Земли-снежка».