Dowody z Kolorado sugerują, że lodowce pokrywały niegdyś Ziemię aż do równika, co potwierdza teorię Ziemi w kształcie kuli śnieżnej. Odkrycie to zapewnia wgląd w wczesne zmiany klimatyczne i ewolucję życia.
Geolodzy odkryli w Kolorado przekonujące dowody na to, że setki milionów lat temu ogromne lodowce pokryły Ziemię aż do równika, zamieniając ją w sopel lodu dryfujący w przestrzeni kosmicznej.
Badanie prowadzone pod kierunkiem Uniwersytetu Colorado w Boulder jest zamachem stanu dla zwolenników wieloletniej teorii znanej jako Ziemia Śnieżki. Zakłada, że około 720 do 635 milionów lat temu, z wciąż niejasnych powodów, niekontrolowany łańcuch wydarzeń radykalnie zmienił klimat planety. Temperatury gwałtownie spadły, a pokrywy lodowe, które mogły mieć grubość kilku mil, pokryły każdy centymetr powierzchni Ziemi.
„To badanie przedstawia pierwszy fizyczny dowód na to, że Ziemia Śnieżki dotarła do serc kontynentów na równiku” – powiedział Liam Courtney-Davies, główny autor nowego badania i pracownik naukowy ze stopniem doktora na Wydziale Nauk Geologicznych CU Boulder.
Zespół opublikował swoje ustalenia 11 listopada w czasopiśmie „ Postępowanie Narodowej Akademii Nauk. Współautorami są Rebecca Flowers, profesor nauk geologicznych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Boulder oraz badacze z Colorado College, Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara i Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley.
Badanie koncentruje się na pasmie Front Range w Górach Skalistych w Kolorado. Courtney-Davies twierdzi, że tutaj seria skał zwanych piaskowcami Tavakaiv lub „Tava” zawiera wskazówki dotyczące tego mroźnego okresu w przeszłości Ziemi.
Naukowcy zastosowali technikę datowania zwaną spektrometrią mas z ablacją laserową, która polega na niszczeniu minerałów za pomocą laserów w celu uwolnienia części znajdujących się w nich atomów. Wykazali, że skały te zostały wepchnięte pod ziemię około 690–660 milionów lat temu – najprawdopodobniej pod wpływem ciężaru ogromnych lodowców napierających na nie.
Courtney-Davies dodała, że badanie pomoże naukowcom zrozumieć krytyczny etap nie tylko historii geologicznej planety, ale także historii życia na Ziemi. Pierwsze organizmy wielokomórkowe mogły pojawić się w oceanach natychmiast po rozmrożeniu Ziemi Snowball.
„Klimat ewoluuje, a wraz z nim ewoluuje życie. Wszystkie te rzeczy miały miejsce podczas wstrząsów na Ziemi w kształcie kuli śnieżnej” – powiedział. „Musimy lepiej scharakteryzować cały ten okres, aby zrozumieć, w jaki sposób my i planeta ewoluowaliśmy razem”.
Poszukiwanie śniegu
Termin „Ziemia śnieżnej kuli” pochodzi z artykułu opublikowanego w 1992 roku przez amerykańskiego geologa Josepha Kirschvinka.
Jednak pomimo dziesięcioleci badań naukowcy nie są jeszcze zgodni, czy cały glob rzeczywiście zamarzł. Geolodzy odkryli na przykład odciski palców grubego lodu z tego okresu wzdłuż starożytnych obszarów przybrzeżnych, ale nie we wnętrzu kontynentów w pobliżu równika.
I tu właśnie pojawia się Kolorado. W tamtym czasie region ten nie znajdował się na północnych szerokościach geograficznych, tak jak ma to miejsce obecnie. Zamiast tego Kolorado leżało nad równikiem jako śródlądowa część starożytnego superkontynentu Laurentia.
Naukowcy uważają, że gdyby tu powstały lodowce, mogłyby powstać gdziekolwiek.
Zejście głęboko
Poszukiwanie brakującego elementu układanki sprowadziło Courtney-Davies i jego współpracowników do piaskowców Tava. Obecnie obiekty te wystają z ziemi w kilku miejscach wzdłuż pasma Front Range w Kolorado, zwłaszcza w okolicach Pikes Peak. Dla niewprawnego oka mogą wydawać się zwyczajnie wyglądającymi żółtobrązowymi skałami biegnącymi w pionowych pasmach o szerokości od jednego cala do wielu stóp.
Ale dla geologów te cechy mają niezwykłą historię. Prawdopodobnie zaczęły się w pewnym momencie w przeszłości jako piaski na powierzchni Kolorado. Ale potem siły wepchnęły ich pod ziemię – niczym szpony wbijające się w skorupę ziemską.
„Są to klasyczne obiekty geologiczne zwane iniektytami, które często tworzą się pod niektórymi pokrywami lodowymi, w tym we współczesnej Antarktyce” – powiedziała Courtney-Davies.
Chciał dowiedzieć się, czy piaskowce Tava były również powiązane z pokrywami lodowymi. W tym celu naukowcy obliczyli wiek żył mineralnych przecinających te struktury. Zebrali maleńkie próbki minerałów bogatych w tlenek żelaza (zasadniczo rdzę), a następnie uderzyli je laserem. W trakcie tego procesu minerały uwolniły niewielkie ilości radioaktywnego pierwiastka uranu. Ponieważ atomy uranu rozpadają się na ołów ze stałą szybkością, zespół mógłby wykorzystać je jako swego rodzaju licznik czasu dla skał planety.
To był moment euforii: odkrycia grupy sugerują, że piaskowiec Tava został zepchnięty pod ziemię w czasach Snowball Earth. Grupa podejrzewa, że w tym czasie nad Kolorado utworzyły się grube pokrywy lodowe, wystawiając piaski na intensywne ciśnienie. W końcu, nie mając innego wyjścia, zeszli na podłoże skalne poniżej.
„Jesteśmy podekscytowani, że mieliśmy okazję odkryć historię jedynych złóż Ziemi Snowball, które do tej pory zidentyfikowano w Kolorado” – powiedział Flowers.
Badacze jeszcze nie skończyli: jeśli takie obiekty powstały w Kolorado podczas Snowball Earth, prawdopodobnie utworzyły się również w innych miejscach w Ameryce Północnej, powiedziała Courtney-Davies: „Chcemy rozgłosić informację, aby inni próbowali je znaleźć funkcje i pomóż nam zbudować pełniejszy obraz Snowball Earth.”
Odniesienie: „Hematytowe datowanie U-Pb zdarzeń związanych z roztopami w Snowball Earth” Liama Courtney-Daviesa, Rebeki M. Flowers, Christine S. Siddoway, Adriana Tasistro-Harta i Francisa A. Macdonalda, 11 listopada 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2410759121
