Погребенная под лавой затерянная пустыня раскрывает, как дышала древняя Гондвана

Фото из открытых источников

Извержение лавы, завершившее триасовый период, погребло под собой пустыню на северо-востоке Бразилии. Запечатанные 200 миллионами лет горных пород, её дюны до сих пор хранят свидетельства древних гондванских ветров. Эта форма сохраняет то, что ученые рассчитывали десятилетиями, не имея физических доказательств. Она указывает фактическое направление ветра над древним суперконтинентом.

Погребенное под лавой поле находится на северо-востоке Бразилии, где эрозия размыла древний песчаник. Группа исследователей под руководством геофизика Россано Мишеля из Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул (UFRGS) реконструировала пустыню под лавой. Результаты исследования были опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Песок относится к триасовому периоду, который завершился одним из величайших вымираний на Земле. Лавовый покров запечатал дюны и остановил эрозию, которая уничтожает большинство древних пустынь. Большинство древних песчаных дюн сохранились лишь в виде разрозненных, фрагментарных слоев. Эта же дюна сохранила свою более крупную форму. Это позволило команде изучить, как формировались ее дюны и в каком направлении дул ветер.

Чтобы добраться до пустыни, скрытой под твердыми скалами, недостаточно одной лопаты. Команда Мишеля использовала магнитометрию, измеряя, насколько сильно песчаник и лава над ним реагируют на магнитное поле Земли.

Два типа горных пород имеют совершенно разные характеристики. Этот контраст позволил проследить залегающие под землей дюны без каких-либо раскопок. Тщательное изучение обнаженного песчаника позволило составить карту долгое время скрытых хребтов. Внутри песчаника команда изучила слоистую структуру дюн – наклонные пласты, оставшиеся по мере роста и схода каждого склона. Эти наклонные пласты фиксируют направление движения песка и ветер, который его перемещал.

Восстановленное месторождение было огромным. Оно простиралось на площади более 54 000 квадратных километров, его длинные гряды тянулись с востока-северо-востока на запад-юго-запад примерно параллельными линиями.

Это были линейные дюны, редчайший тип дюн, встречающийся в древних породах. Самые крупные хребты возвышались примерно на 170 метров и располагались на расстоянии около 2,7 километров друг от друга. Таким образом, это самое крупное и лучше всего сохранившееся месторождение такого типа, когда-либо обнаруженное в геологической летописи.

Более мелкие, серповидные дюны тянулись по склонам этих гигантских хребтов, постепенно разрастаясь по расположенным под ними структурам. Именно это «гнездование» — маленькие дюны, взбирающиеся по большим — и запечатлела сохранившаяся слоистая структура.

Длинные прямые дюны не образуются под действием одного постоянного ветра. Для этого необходимы два ветра с разных сторон, и хребет растёт вдоль средней траектории между ними.

Результаты моделирования это подтверждают. Одно из исследований показало, что когда два преобладающих ветра встречаются под большим углом, песок скапливается в длинные гряды, выровненные по направлению их ветра. Бразильские хребты выстроились именно так, значит, их сформировали два ветра. Их ориентация сохраняет направления, с которых дули эти два воздушных потока, запечатленные в скале.

Проследив движение этих двух воздушных потоков, команда определила направление. Один ветер дул с северо-востока, другой — с юго-востока. Оба ветра сошлись над территорией современной Бразилии.

В те времена эта земля находилась в южной половине гигантского суперконтинента Земли, в регионе, который геологи называют Гондваной. Она располагалась примерно в 10 градусах к югу от экватора.

Встреча двух ветров в этом месте соответствует сезонному муссону, который меняет направление с наступлением нового года. Климатические модели давно предсказывали такую картину циркуляции над низкоширотной Гондваной, однако горные породы никогда её не подтверждали. Дюнное поле изменило ситуацию. Оно впервые позволило точно определить направления ветра, которые ранее были лишь рассчитаны в ходе одного исследования климата суперконтинента.

Лава, погребшая пустыню, образовалась в результате одного из крупнейших вулканических извержений, известных планете. Это извержение связано с распадом суперконтинента и массовым вымиранием, завершившим триасовый период.

Тщательное датирование и химический анализ связали этот вулканизм с массовыми вымираниями, как показало одно из исследований извержений. Та же лава, которая, возможно, осушила моря, также спасла эту пустыню.

Именно это захоронение является основной причиной того, что всё это можно прочитать сегодня. Без лавового покрова ветер и вода давно бы разрушили дюны, унеся с собой следы древних ветров.

Пустыня служит своего рода контрольной точкой. Теперь у геологов есть физические доказательства того, как дули ветры над низкоширотной Гондваной 200 миллионов лет назад. Их климатические модели рассчитали эти направления, не имея никаких базовых данных. Награда за подтверждение этих расчетов выходит далеко за рамки древней истории.

Те же самые модели используются учеными для изучения поведения муссонов, когда в воздухе содержится гораздо больше углекислого газа, как это было в триасовом периоде. Та же математика, но совершенно другая атмосфера.

Пустыня, исчезнувшая до нашествия динозавров, предоставила климатологам редкие свидетельства из мира, который никто не может посетить. Теперь исследователи могут проверить свои данные о движении древней атмосферы и доверять полученным результатам.