Появилась новая теория о том, почему Антарктида замерзла 34 миллиона лет назад

Фото из открытых источников

Ледяной покров Антарктиды сформировался за миллионы лет до того, как Арктика замерзла, в то время, когда температура Земли была значительно выше, чем сегодня. Новая теория предполагает неожиданную причину этого древнего глубокого замерзания: распад континентов, бурные течения в глубинах земной мантии и медленное образование гор. 

Обширный Восточно-Антарктический ледяной щит, старейшая и крупнейшая ледяная масса на планете, начал формироваться примерно 34 миллиона лет назад. Ученые долгое время связывали его образование с уменьшением уровня CO₂ в атмосфере, что достаточно охладило планету, чтобы лед начал образовываться.

Однако это не совсем сходится. Если бы причиной было только снижение концентрации CO₂, следовало бы ожидать, что оба полушария замерзнут одновременно, а не только самый южный континент вокруг Южного полюса, в то время как Арктика останется свободной ото льда еще на миллионы лет.

В новом исследовании ученые выдвинули новую идею о том, что тектонические сдвиги и поднятие континентов сыграли решающую роль в раннем похолодании Антарктиды. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

«Если бы снижение уровня CO₂ происходило само по себе, можно было бы ожидать более симметричной реакции полюсов. Вместо этого Антарктида получила значительное преимущество, поскольку геологические процессы подняли сушу на большую высоту, сделав ее холоднее», — сказал ведущий автор исследования профессор Томас Гернон из Университета Саутгемптона (Великобритания). 

Команда разработала компьютерные модели, чтобы проследить, как смещение континентов изменило ландшафт вокруг Антарктиды за примерно 100 миллионов лет. Они обнаружили, что толчком к этому послужило распад Антарктиды и Африки в юрский период, от 201 до 143 миллионов лет назад, когда суперконтинент Гондвана распался.

Это возмущение вызвало медленно распространяющиеся волны в мантии Земли, получившие название «мантийные волны» — явление, впервые выявленное командой Гернона при изучении аналогичных странных высокогорных плато в южной Африке.

По мере распространения этих волн под Восточной Антарктидой они постепенно поднимали земную кору, образуя прибрежный обрыв, возвышенное плато и горы Гамбурцева — горный хребет, ныне погребенный под более чем километром льда в глубинах континента. 

Примерно 45 миллионов лет назад большая часть ландшафта Восточной Антарктиды поднялась примерно на 1,5–2 километра выше порога, необходимого для круглогодичного существования снега и льда, что позволило образовать постоянную ледяную шапку.

«Мы обнаружили, что наши модели могут реалистично воспроизвести эволюцию прибрежного обрыва высотой 2 километра, возвышенного плато и внутренних горных массивов, которые в конечном итоге привели к образованию Восточно-Антарктического ледового щита», — сказала соруководитель исследования Теа Хинкс из Университета Саутгемптона.

«Рельеф имеет принципиальное значение для оледенения. Температура воздуха может понижаться на 10 °C на каждые 100 метров подъема», — пояснил соавтор исследования Гай Паксман из Королевского общества при Даремском университете.

Данное исследование напоминает о том, что тектоника плит неразрывно связана с климатом Земли и, в свою очередь, с жизнью. 

Еще один классический пример этой взаимосвязи — конец «скучного миллиарда». В период от 1,8 миллиарда до 800 миллионов лет назад Земля вступила в длительное затишье, отмеченное очень незначительными изменениями в биологической эволюции, геологии, климате или химическом составе океана и атмосферы.

Одним из главных факторов, изменивших этот период вялой стагнации, стало смещение тектонических плит, которое обогатило мировые океаны, подняв осадки и земную кору и высвободив больше питательных веществ в воду. Обилие питательных веществ создало плодородную среду, которая способствовала развитию жизни и эволюции новых видов.  

Геология может показаться медленным, безжизненным процессом, протекающим в масштабах времени, слишком огромных, чтобы иметь значение для чего-либо живого. Но, как показывает это исследование, она часто определяет процессы, которые мы только начинаем понимать.