Кислород-17 указал на скорость размораживания Земли

Где-то 600–700 млн лет тому назад на Земле приключилось нечто трудно представимое: она замёрзла. Суша, находившаяся в то время целиком в приэкваториальных и тропических областях, несёт на себе чёткие отпечатки ледников. Кажется очевидным, что на полюсах тоже вряд ли было слишком жарко.

Когда такая теория была высказана впервые, на неё обрушилась жесточайшая критика. Возражения сводились к двум основным тезисам: Земля не могла попасть в такое состояние и не могла из такого состояния выйти. Поясним: оледенения на Земле бывали часто, но только не планетарных масштабов. У нашей планеты есть эффективные системы обратной связи, препятствующие событиям такого рода. Например, при падении температуры океана растворимость газов нём растёт, так что углерод органического происхождения должен быстро связываться в углекислый газ и насыщать атмосферу, вплоть до резкого усиления парникового эффекта. Последний ещё до окончания сковывания планеты льдами резко выровнял бы температуру, не допустив глобального оледенения.

Наконец, если бы вдруг это случилось, отмечали противники теории, разморозка была бы чрезвычайно трудна, а тотальная гибель жизни — неизбежна. Без открытой воды в атмосфере почти не было бы облаков, а высокая отражающая способность льда вела бы к потере Землёй энергии, полученной с солнечным светом. Какой механизм мог бы нагреть её, когда даже вулканическая деятельность под ледниковым щитом затруднительна (как в сегодняшней Антарктиде) — а значит, осложнено и вторичное насыщение углекислым газом? К тому же, если температура на экваторе была близка к антарктической, на полюсах теоретически мог выпасть сухой лёд, дополнительно выводивший углекислый газ из атмосферы.

Геолог Хуэй Мин Бао (Huiming Bao) из Университета штата Луизиана (США) был одним из противников теории Земли-снежка. Но исследования образцов упомянутого периода подвели учёного к мнению о правоте гипотезы. Однако важно было ответить на второй вопрос: как и когда полностью замёрзшая Земля могла оттаять, если ледяное покрытие и отсутствие облаков, напротив, должны были охладить её до предела?

Чтобы решить эту головоломку, учёные исследовали бариты BaSO4 той далёкой эпохи. Как выяснилось после анализа образцов из Южного Китая, именно в баритах, близких к периоду глобального оледенения, был сильный дефицит кислорода-17 и избыток кислорода-18 в сравнении с нормальными земными концентрациями. Сначала столь странное изотопное состояние приписали эффекту сильнейшей эрозии, характерной для периода после отступления оледенения. Однако оледенений на Земле было много, а вот слоёв, обеднённых кислородом-17, пока больше не замечено.

Как полагает в связи с этим сам г-н Бао, это значит, что время резкого обеднения баритов кислородом-17 может быть маркером длительности периода, когда формирующиеся бариты были лишены доступа к такому кислороду. Хотя учёный считает преждевременным называть точные причины изотопного обеднения, он говорит, что уже сейчас можно использовать его для датирования периода «глобального оттаивания». Согласно расчётам, такие аномально обеднённые кислородом-17 бариты характерны для периода не более 0,00–0,99 млн лет.

Авторы исследования увязывают восстановление нормального содержания изотопа кислорода-17 с восстановлением нормальной же атмосферы. По их мнению, чтобы выйти из климатического нокаута и растаять, Земле требовалось в 350 раз больше углекислого газа, чем сегодня. Они считают, что такая концентрация сопровождалась малым количеством кислорода в атмосфере или же его почти полным отсутствием. После того как вулканы доставили в атмосферу избыточное количество углекислого газа, который на замёрзшей Земле некому было потребить, началось сверхинтенсивное глобальное потепление с положительной обратной связью. В период потепления и восстановления нормального состояния планеты, теоретизируют авторы работы, содержание кислорода-17 должно было быть минимальным.

Иными словами, нормальное положение дел восстановилось по геологическим меркам быстро — менее чем через миллион лет. Чрезвычайно быстро, если учесть катастрофический характер оледенения и связанный с ним процесс массового вымирания организмов. Строго говоря, раскрученный в 1980-х годах сценарий ядерной зимы не столь жесток, как случившееся в эпоху Земли-снежка.

«Что бы ни произошло на Земле, она восстановится, и весьма быстро, — подчёркивает Хуэй Мин Бао. — Планета выжила, и жизнь продолжилась даже после этого убийственного события. Единственное, что изменилось, — состав жизни. Другими словами, что бы люди ни делали Земле, жизнь устоит. Вот только останутся ли люди её частью...»

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, где можно ознакомиться и с его полным текстом.

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Геофизики определили «потерянный элемент» ядра Земли
Японские геофизики определили природу потерянного элемента ядра Земли — третьего после железа и никеля основного компонента недр планеты. О своем открытии ученые рассказали на конференции Американского геофизического союза, состоявшейся в декабре 2016 года в Сан-Франциско, кратко ..
2017-01-11 4512 0 Научные открытия
0
Ученые выяснили, что ядро Земли не содержит кислорода
Уже в течение многих лет состав ядра нашей планеты продолжается оставаться тайной. Выяснение даже примерного состава является достаточно сложной задачей. Он оценивается исходя из геохимии, а также на основе различных исследований, в которых изучалась история формирования планет Солнечной ..
2011-11-29 1729 0 Научные открытия
0
Ученые смогли определить состав ядра Земли
Ученые используя компьютерное моделирование, решили давнюю загадку: что входит в состав плотности ядра Земли?Моделирование показало, что ядро Земли содержит 0,1-0,8 процента углерода - это крупнейший резервуар углерода на планете.Таковыми были выводы исследователей из университета Калифорнии в Дэвисе, и Китайской ..
2012-11-21 2680 0 Научные открытия
-1
Глобальное потепление укоротит земные сутки
Планета изменяет своё вращение каждый раз, когда происходит перераспределение массы относительно оси её вращения. Так, перемещение океанских вод иногда приводит к ускорению вращения Земли и, как следствие, укорочению суток. Ещё в 2009 году исследователи из Лаборатории реактивного движения (JPL) ..
2012-02-17 1935 0 Научные открытия
3
Учёные: ядро Земли вращается быстрее самой планеты
Группа ученых из Австралийского национального университета под руководством  Хрвой Ткалчик обнаружили, что ядро нашей планеты, часто рассинхронизируется с остальными частями Земли и начинает вращаться с большей или меньшей скоростью. Ученые чтобы измерить скорость вращения внутреннего ядра планеты ..
2013-05-16 1912 0 Научные открытия
0
Найдена ошибка расчетов относительно скорости нейтрино
Уже прошло больше 3х недель, после того как ученые заявили о том, что нейтрино преодолел скорость света. Данное открытие породило массу слухов и споров. Естественно, что признание данного открытия верным, полностью поставит крест на известной всеми теории относительности ..
2011-10-27 3465 2 Научные открытия
1
Скорость света рассчитали в пространстве с двумя временными измерениями
Астрофизик Кристоф Кон из Датского технического университета рассчитал скорость света в пространстве с пятью измерениями, два из которых являются временными. Препринт исследования находится в распоряжении редакции «Ленты.ру».Расчет ученого, по его словам, позволяет продемонстрировать, каким образом скорость света в четырехмерном пространстве-времени ..
2016-12-11 4043 0 Научные открытия
0
У Земли нашли плазменное «защитное поле»
Физики NASA и Массачусетского технологического института обнаружили, что магнитосфера Земли реагирует на вспышки солнечной активности образованием плазменных потоков. По словам ученых, они уменьшают влияние солнечного ветра на ионосферу Земли. Работа опубликована в журнале Science, кратко о ней можно прочитать ..
2014-03-08 1794 0 Научные открытия
0
Эксперимент с лазером объяснил зарождение жизни от удара метеорита
Благодаря высокомощному лазеру в пражской лаборатории ученые смогли воссоздать удар астероида (или кометы) по поверхности древней Земли и получить, за долю секунды, все органические компоненты РНК (рибонуклеиновой кислоты), которую считают первым носителем генетической информации. Результаты эксперимента ..
2014-12-10 1809 0 Научные открытия
-1
Моделирование объяснило сходство лунного состава с земным
Астрономы предложили новый сценарий образования Луны, который позволяет объяснить изотопное сходство между ней и Землей. Работа пока не принята к публикации, но ее препринт доступен в архиве Корнельского университета. Кратко о содержании работы пишет блог Technology Review. Современная теория ..
2012-07-27 1569 0 Научные открытия
0
Ядро Земли оказалось богато водородом
Геофизики из Японии и России пришли к выводу, что ядро Земли богато серой, кремнием и водородом. Результаты исследований ученые опубликовали в журнале Science Advances.Ядро планеты состоит главным образом из железа, а главными кандидатами на более легкие элементы в центре Земли ..
2016-02-29 1949 0 Научные открытия
2
К вопросу о сверхсветовой скорости движения нейтрино
Недавно в СМИ появилась информация о наблюдениях сверхсветовой скорости движения нейтрино. Как отмечалось, в среднем скорость нейтрино превышала скорость света на 0.00248 %, что составляет 7435 м/c. По мнению некоторых, это подрывает устои теории относительности. Предлагаем следующее объяснение наблюдаемым фактам, ..
2011-10-16 3900 3 Научные открытия
0
Астрономы нашли причину ускорения частиц в радиационном поясе Земли
Ученые из США, Франции и Украины существенно продвинулись в объяснении причин ускорения частиц в паре радиационных поясов Земли. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте НАСА. Специалисты выяснили, что заряженные частицы ..
2014-07-17 1511 0 Научные открытия
1
Квантовый компьютер использовали для подтверждения теории относительности
Физики из США, Японии и России с помощью квантового компьютера получили очередное подтверждение специальной теории относительности (СТО), придуманной Эйнштейном. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Калифорнийского университета ..
2015-01-31 2191 0 Научные открытия
2
Глобальное потепление быстро сокращает биоразнообразие Земли
Исчезновение биологических видов на Земле из-за глобального потепления будет происходить еще быстрее, чем ранее предполагали ученые. Об этом предупреждает исследование специалистов университета Коннектикута. По мнению американских ученых, существующие метеорологические модели не принимают во внимание два важных фактора - способность ..
2012-01-9 2033 0 Научные открытия
0