Под антарктическим льдом скрываются горы, способствовавшие процветанию жизни

Фото из открытых источников

Антарктида известна тем, что является континентом, погребенным подо льдом. Но под этими замерзшими просторами могут скрываться свидетельства существования гор, которые когда-то соперничали с современными Гималаями и которые оказали глубокое влияние на развитие жизни на Земле.

Предыдущие исследования 2022 года показали, что огромные горные хребты образовались в процессе формирования суперконтинента Гондвана примерно 650–450 миллионов лет назад.

Но новое исследование дополняет эту историю: оно показывает, что, хотя эти горы давно уже размыты, их погребенные «корни» и сбрасываемые ими осадки могут содержать подсказки об одном чрезвычайно важном аспекте их существования. Результаты исследования были опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Исследователи считают, что эти горы способствовали созданию экологических условий, которые позволили процветать сложной животной жизни.

Эта грандиозная идея исходит из самой маленькой геологической капсулы времени: цирконов.

Кристаллы циркона обладают необычайной прочностью, а их химический состав и уран-свинцовый возраст позволяют определить, когда и где образовались породы, из которых они были получены.

Поскольку более 99,5 процентов Антарктиды покрыто льдом, прямой отбор проб ее геологических пород затруднен.

Вместо этого два геолога из Австралийского национального университета изучили цирконы, попавшие в океанические отложения с континента, объединив 1712 недавно проанализированных зерен с тысячами ранее изученных антарктических цирконов.

Они обнаружили, что в Антарктиде особенно ярко выражен возрастной след циркона в диапазоне от 650 до 450 миллионов лет назад — в период формирования Гондваны.

Когда данные по Антарктиде были включены в глобальную базу данных и взвешены в соответствии с площадью, представленной различными образцами, гондванский сигнал стал крупнейшим сигналом горообразования, связанным с суперконтинентами, в этом наборе данных.

Однако цирконы указывают на нечто гораздо большее (игра слов уместна), чем просто древние горы.

Некоторые из них несут химические следы, связанные с глубокими корнями очень высоких гор — местами, где породы подвергались огромному давлению. Эти цирконы особенно распространены в гондванских отложениях, что подтверждает идею о том, что некоторые горные хребты действительно имели гималайские размеры.

Исследователи утверждают, что столкновения территорий, которые сейчас известны как Антарктида, Индия, Австралия и Калахари, привели к образованию горных хребтов гималайского типа.

По мере того, как эти горы поднимались, они одновременно подвергались воздействию сил эрозии.

Согласно статье, эта эрозия привела бы к выбросу огромного количества осадочных пород в окружающие океаны, потенциально создав «крупнейшую в геологической летописи систему турбидитовых конусов».

Часть более древней части этого конуса выноса, возможно, уже погребена подо льдом Антарктиды.

Именно здесь геология потенциально переходит в биологию.

Эрозия гор не ограничивается лишь образованием песка и ила. Она высвобождает питательные вещества, включая фосфор и железо, в океаны. Эти питательные вещества могут стимулировать первичную продукцию водорослей и цианобактерий — организмов, находящихся в основании морской пищевой цепи и производящих кислород посредством фотосинтеза.

Но простого увеличения количества кислорода недостаточно – для существенного повышения уровня кислорода в атмосфере необходимо, чтобы органический углерод и другие восстановленные материалы были захоронены, прежде чем они смогут вступить в реакцию с кислородом и вернуть его в атмосферу.

Возможно, горы Гондваны предоставили именно тот механизм, который позволил это сделать. Огромные объемы богатых органическим углеродом и пиритом сланцев были быстро и глубоко захоронены.

Таким образом, постоянное поступление питательных веществ из этих размываемых гор способствовало увеличению первичной продуктивности, повышая выработку кислорода, в то время как быстрое захоронение органического углерода и пирита предотвратило повторное потребление части этого кислорода.

Эта сбалансированная система обеспечивала животным все необходимые компоненты — кислород, пищу и химические строительные блоки, необходимые для образования биоминерализованных скелетов, — чтобы они могли подняться.

Это не означает, что антарктические горы каким-то образом стали причиной кембрийского взрыва (периода раннего палеозоя, в течение которого зародилась почти вся животная жизнь).

На самом деле, авторы прямо воздерживаются от подобного утверждения. Вместо этого они предполагают, что горообразование создало благоприятные условия окружающей среды, которые способствовали необычайному разнообразию животного мира.

Существуют также важные неопределенности.

Время и масштабы повышения уровня кислорода в атмосфере определены не так точно, как хотелось бы исследователям; они признают, что их расчеты содержания кислорода не доказывают их гипотезу.

Они также отмечают наличие свидетельств изменений в химическом составе кислорода, произошедших еще около 800 миллионов лет назад, которые их модель не может полностью объяснить.

Но эти новые данные подтверждают правдоподобную историю: континенты сталкиваются, горы поднимаются, горы разрушаются, питательные вещества заполняют океаны, углерод захоранивается — и сотни миллионов лет спустя животные диверсифицируются, образуя мир, который все больше похож на наш.

А где-то под нынешним антарктическим льдом, возможно, до сих пор лежат древние корни этих гор, ожидающие, когда мы начнем их раскапывать.