Самая засушливая пустыня на Земле может быть намного старше, чем считалось

Фото из открытых источников

Геологи считали, что знают, почему пустыня Атакама на севере Чили стала одним из самых засушливых мест на Земле. Объяснение основывалось на двух событиях, произошедших около 23 миллионов лет назад.

Объяснение сводилось к двум событиям: поднятию Анд, которые блокировали поступление влаги с востока, и появлению холодного тихоокеанского течения, которое подавляло выпадение осадков.

Кварцевые камешки из самого сухого ядра пустыни теперь ставят под сомнение эту хронологию. Согласно новому исследованию, высыхание началось на десятки миллионов лет раньше, еще до того, как возникли эти условия. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Горный хребет Атакама тянется вдоль тихоокеанского побережья Чили, и его ядро — самое засушливое место на Земле за пределами полюсов. В течение многих лет исследователи оценивали период экстремальной засухи примерно в 23 миллиона лет назад.

Геолог Бенедикт Риттер-Принц из Кёльнского университета возглавил группу исследователей, которая проверила эту хронологию. Исследователи взяли образцы кварцевой гальки с невысоких холмов в центре пустыни — камней, которые оставались нетронутыми на протяжении веков.

Дата в 23 миллиона лет совпала с подъемом Анд и приходом холодного течения Гумбольдта. Оба явления считались причиной прекращения дождей. Но галька рассказывала другую историю.

Космические лучи постоянно обрушиваются на Землю. При попадании на обнаженные скалы они медленно создают внутри них редкую разновидность неона, называемую неоном-21. Чем дольше зерно кварца находится на открытом воздухе, тем больше неона накапливается. В большинстве чилийских камней это количество было поразительным.

В некоторых из них содержалось более миллиарда атомов неона-21 на грамм. Такое накопление происходит за огромные промежутки времени, при этом камень практически не двигается. Чтобы на камешке скопилось столько всего, ничто не сможет его смыть или засыпать надолго. Сильные дожди, ручьи или оползни смывают поверхность и обнуляют отсчет времени. Эти данные также показывают, как редко вода перемещалась по ландшафту.

Когда команда провела анализ, выяснилось, что возраст камней поразительно велик. Из 135 камней примерно четверть имели возраст, превышающий предыдущую наилучшую оценку засушливости пустыни.

До этого исследования наиболее достоверные свидетельства экстремальной засушливости относились к раннему миоцену, примерно к 23 миллионам лет назад. Многие гальки оставались на поверхности в течение 20–40 миллионов лет, уходя корнями в эоцен, эпоху, которая закончилась около 34 миллионов лет назад.

Несколько камней оказались ещё старше. Возраст одного из них составил почти 62 миллиона лет, что указывает на воздействие окружающей среды вскоре после исчезновения динозавров. Твёрдая соляная корка покрывает эту землю и удерживает гальку на месте. Это помогает объяснить, как камни сохранились так долго практически без следов захоронения.

Один очевидный нюанс требовал проверки. Камешек накапливает неон быстрее на больших высотах, где разреженный воздух позволяет космическим лучам воздействовать на него сильнее. Команде пришлось исключить возможность спуска с высокогорных Анд. Но местные географические особенности исключают такую возможность.

Примерно 23 миллиона лет назад поднятие земной коры отрезало эти невысокие холмы от осадочных пород, смываемых с вершин. Любые более древние гальки, должно быть, образовались в этом районе.

Ранние Анды также не были достаточно высокими, чтобы обеспечить такое количество неоновых вывесок, которое требуется для проведения измерений. Галька, образовавшаяся в этих горах, содержит гораздо меньшую концентрацию неона-21. Расчеты неизменно указывали на саму пустыню.

Если эти региональные факторы проявились слишком поздно, чтобы инициировать засуху, значит, действовало нечто более масштабное. Лучшее объяснение, предложенное командой, выходит за рамки Чили и касается медленного похолодания всей планеты.

Примерно 50 миллионов лет назад Земля достигла пика глобального потепления и начала медленное, затяжное похолодание. По мере похолодания планеты изменились характер выпадения осадков, и засушливые зоны начали распространяться по всему миру.

Аналогичные колебания наблюдаются и в данных о пылевых бурях на другом конце света. По мнению исследователей, холодное течение Гумбольдта и возвышающиеся Анды, вероятно, усугубили засуху в дальнейшем.

Оба явления произошли после того, как ядро пустыни уже стало засушливым. Точный механизм того, как глобальное похолодание привело этот регион к затяжной засухе, остается неясным.

То, что когда-то выглядело как довольно молодая пустыня, теперь напоминает один из самых продолжительных засушливых периодов на планете. Эти камешки позволяют отнести возраст пустыни Атакама к эоцену, что намного раньше, чем считалось ранее.

Это меняет вопросы, которые ученые задают о пустынях. Если глобальное похолодание может превратить регион в глубокую засуху, то самые засушливые места на Земле могут быть в меньшей степени обусловлены местной географией, чем кто-либо предполагал.

Это открытие также подчеркивает роль пустыни как модели Марса. Исследователи изучают ее почвы, чтобы понять, как жизнь сохраняется или исчезает в условиях бесконечной засухи. Засушливый ландшафт на протяжении столь длительного времени становится редким природным экспериментом по выживанию в экстремальных условиях.