Согласно исследованию, опубликованному в Трудах Национальной академии наук , новое исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что камни, возраст которых составляет до миллиарда лет геологического времени, были созданы древними ледниками во время Земли-снежка период. (или глобальное оледенение) планеты.
В исследовании представлены последние результаты дебатов о причине Великого несогласия Земли — временного пробела в геологической летописи, связанного с эрозией горных пород толщиной до 5 километров в районах по всей планете.
Тот факт, что осадочные породы этого периода отсутствуют во многих местах, был одной из самых загадочных особенностей летописи горных пород сказал К. Бренхин Келлер, доцент кафедры наук о Земле и главный исследователь исследования. Благодаря этим результатам шаблон становится более понятным .
Огромное количество недостающих камней, которое стало известно как Великое несогласие, было впервые названо в Гранд-Каньоне в конце 19 века. Эта поразительная геологическая особенность видна там, где пересекаются слои горных пород, относящиеся к отдаленным периодам времени, и часто обнаруживается там, где породы, содержащие ископаемые, располагаются непосредственно над камнями, не содержащими ископаемых.
Это было увлекательное время в истории Земли «, — говорит Калин МакДаннелл, постдокторант из Дартмута и ведущий автор статьи. Великое несогласие закладывает основу кембрийского взрыва жизни, который всегда вызывал недоумение из-за своей резкости в летописи окаменелостей; геологические и эволюционные процессы обычно протекают постепенно .
Более столетия исследователи пытались объяснить причину потери геологического времени. За последние пять лет появились две противоположные теории:одна объясняет, что скала была вылеплена древними ледниками в период Земли-снежка, между 700 и 635 миллионами лет назад. Другой фокусируется на серии тектонических событий плит, произошедших за гораздо более длительный период во время сборки и распада суперконтинента Родиния примерно от миллиарда до 550 миллионов лет назад.
Исследования, проведенные Келлером в 2019 году, впервые предположили, что широко распространенная эрозия континентальных ледниковых щитов во время криогенного ледникового периода вызвала потерю горных пород. Это было основано на геохимических индикаторах, которые предполагали, что большие объемы массивной эрозии совпали с периодом Земли-снежка. Новое исследование подтверждает и развивает результаты предыдущего исследования - сказал Келлер. Здесь мы приводим независимые доказательства остывания горных пород и километров эксгумации в криогенный период на большой территории Северной Америки .
Исследование основано на детальной интерпретации термохронологии для проведения оценки. Термохронология позволяет исследователям оценить температуру, которую испытывают минеральные кристаллы с течением времени, а также их положение в континентальной коре с учетом заданной термической структуры. Эти истории могут предоставить доказательства того, когда недостающий камень был удален и когда камни, находящиеся в настоящее время на поверхности, можно было эксгумировать.
Исследователи использовали многочисленные измерения ранее опубликованных термохронометрических данных, полученных в четырех местах Северной Америки. Зоны, известные как кратоны, представляют собой химически и физически стабильные части континента, где тектоническая активность плит не была обычным явлением в то время.
Запустив моделирование, изучающее временную и температурную траекторию, которую испытали камни, исследователи зафиксировали широко распространенный сигнал быстрого и крупномасштабного охлаждения, соответствующий примерно 2-3 километрам эрозии во время оледенения Земли-снежного кома по всему земному шару. внутренняя часть Северной Америки.
Хотя другие исследования использовали термохронологию для того, чтобы поставить под сомнение происхождение ледников, такое глобальное явление, как Великое несогласие, требует глобальной оценки — сказал Макданнелл. Оледенение – это самое простое объяснение эрозии на обширной территории в период Земли-снежка, поскольку считается, что ледяные щиты в то время покрывали большую часть Северной Америки и могли быть эффективными раскопками горных пород .
По данным исследовательской группы, противоположная теория о том, что тектоническая активность сформировала недостающую породу, была выдвинута в 2020 году, когда другая исследовательская группа задалась вопросом, были ли древние ледники достаточно эрозионными, чтобы вызвать массовую потерю горных пород. Хотя в этом исследовании также использовалась термохронология, в нем применили альтернативный метод на одном тектонически активном месте и предположили, что эрозия произошла до Земли-снежка. Основная концепция довольно проста:что-то удалило кучу камней, в результате чего было потрачено много времени - сказал Келлер. Наше исследование показывает, что причиной такого масштаба может быть только ледниковая эрозия .
По мнению исследователей, новые находки также помогают объяснить связи между эрозией горных пород и появлением сложных организмов около 530 миллионов лет назад, во время кембрийского взрыва. Считается, что в результате эрозии в период Земли-снежка в океане отложились богатые питательными веществами отложения, которые могли бы стать плодородной средой для строительных блоков сложной жизни.
В исследовании отмечается, что две гипотезы о том, как произошла эрозия породы, не являются взаимоисключающими:возможно, что и тектоника, и оледенение способствовали разрушению глобальной системы Земли во время формирования Великого несогласия. Однако, похоже, только оледенением можно объяснить эрозию в центре континента, вдали от тектонических окраин. В конечном итоге, что касается Великого несогласия, возможно, что общепринятая реконструкция(и) более концентрированной экваториальной упаковки родинских континентов вместе с уникальными условиями окружающей среды неопротерозоя оказалась временем геологическая случайность, не имеющая аналогов в истории Земли , говорится в исследовании.
По словам команды, это первое исследование, в котором используется подход термохронологического моделирования для изучения периода, простирающегося за пределы миллиарда лет. В будущем команда повторит свою работу на других континентах, где надеется дополнительно проверить эти гипотезы о том, как было создано и сохранено Великое несогласие. Устранение пробелов в исследованиях имеет решающее значение для понимания ранней истории Земли и взаимосвязи климатических, тектонических и биогеохимических процессов.
Тот факт, что по краям кратона могла иметь место тектоническая эрозия, не исключает оледенения — сказал Макданнелл. Несогласия представляют собой составные элементы, и наша работа предполагает, что криогенная эрозия сыграла ключевую роль, но возможно, что как более ранняя, так и поздняя эрозия были вовлечены в формирование поверхности несогласия в разных местах. Глобальный обзор расскажет нам больше .
Шрифты
Дартмутский колледж | Калин Т. МакДаннелл, К. Бренхин Келлер, Уильям Р. Гентнер, Питер К. Зейтлер, Дэвид Л. Шустер , Термохронологические ограничения происхождения Великого несогласия , Труды Национальной академии наук, февраль 2022 г., 119 (5) e2118682119; DOI:10.1073/pnas.2118682119
