Группа под руководством архейского геолога из Йоханнесбургского университета Акселя Хофманна проанализировала пласты горных пород, расположенные недалеко от Дурбана на восточном побережье Южной Африки. Они содержат ледниковые отложения, возраст которых оценивается в 2,9 миллиарда лет, что делает их самыми древними из известных на Земле.
Найдены древнейшие ледники на Земле: они покоятся под африканским золотом
Ученые считают, что они обнаружили следы древнейших ледников, известных науке, в древних породах. Испещренные изотопами кислорода, они лежат под крупнейшими в мире месторождениями золота в Южной Африке.
Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images
Новое открытие может добавить новые строки в раннюю главу бурной истории Земли и объяснить, откуда взялись огромные пласты доисторического льда
Такие старые породы уже давно испытали различные геологические изменения. К счастью, супергруппа Понгола — так называются эти слои горных пород — почти не была нарушена с тех пор, как много лет назад она образовалась в результате затопления внутреннего моря.
«Это одна из немногих областей, которые остались практически нетронутыми и неизменными еще с эпохи ранней Земли, — объяснил геолог Орегонского университета Илья Биндеман. — Эти отложения представляют собой окаменелые ледниковые морены, в основном — обломки, оставленные ледником, когда он постепенно тает и в процессе этого сжимается».
Как распознать доисторический ледник
Биндеман и его коллеги измерили уровни изотопов кислорода в образцах песчаника и сланца из супергруппы Понгола и обнаружили, что они имеют самые низкие уровни кислорода-18 из всех изученных месторождений этого типа. В образцах также было обнаружено очень высокое количество кислорода-17, что указывает на то, что породы образовались при более низких температурах.
«Все указывает на лед. Соедините эти геохимические данные с данными о моренах, и вы получите ледники — самые древние ледники, обнаруженные на Земле», — заявил Биндеман.
Изотопы кислорода — это стабильные, долгоживущие разновидности кислорода, которые могут быть «тяжелыми» или «легкими» в зависимости от количества нейтронов в их ядре. Когда геологи сравнивают их относительное содержание в древних горных породах, они могут сделать вывод об условиях, при которых образовались эти породы.
«Поскольку изотопный состав кислорода поверхностных материалов сильно зависит от широты и климата, мы применили тройной анализ изотопов кислорода, чтобы тщательно изучить их происхождение», — пишут Биндеман и Хофманн в своей статье. Полученные данные «указывают на постепенное климатическое охлаждение поверхностных сред, кульминацией которого стали ледниковые условия 2,9 миллиарда лет назад».
Древние ледниковые периоды
Расположение этих ледников поднимает интересные вопросы о периодах похолодания в далеком прошлом.
По крайней мере дважды в своей истории наша планета замерзала: последний раз это случалось «всего» 650 и 700 миллионов лет назад. Но исследования задаются вопросом, была ли эта «ледяная Земля» полностью замороженной пустошью или больше похожа на шар, покрытый слякотной грязью. Иначе говоря — насколько сильно может замерзнуть наша планета?
«Ученые считают, что это [почти глобальное оледенение] могло случаться несколько раз в недавнем прошлом. Если это так, то это будет самый ранний из зарегистрированных периодов глобального похолодания», — говорит Хофманн.
Другая возможность заключается в том, что континент, давший начало Южной Африке, был ближе к полюсам в то время, когда он покрылся льдом, как это обсуждают Биндеман и Хофманн в своей статье. «Любая возможность интересна с научной точки зрения», — отмечают они.
Но добыть секреты из глубины веков — непростая задача, и ни одно исследование не сможет в настоящее время написать подлинную историю молодой Земли. В будущем, постепенно увеличивая количество данных и строя все более совершенные модели, ученые смогут намного подробнее и ярче рассказать нам о днях, когда наша планета была еще совсем юной.