Ледники и "Великое несоответствие" Земли изучены в новом исследовании

Новое исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что породы, представляющие собой миллиард лет геологического времени, были вырезаны древними ледниками в период "снежной Земли", говорится в исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование представляет собой последние данные в споре о причинах "Великого несоответствия" Земли - временного разрыва в геологической летописи, связанного с эрозией горных пород толщиной до 3 миль в районах по всему земному шару.

"Тот факт, что в стольких местах отсутствуют осадочные породы этого периода, был одной из самых загадочных особенностей геологической летописи", - сказал К. Бренхин Келлер, доцент кафедры наук о Земле и старший научный сотрудник исследования. "С этими результатами картина начинает приобретать гораздо больший смысл".

Массивный объем отсутствующей породы, который стал известен как Великое несоответствие, был впервые назван в Большом каньоне в конце 1800-х годов. Эта бросающаяся в глаза геологическая особенность видна там, где слои горных пород, относящиеся к отдаленным временным периодам, скрещиваются друг с другом, и ее часто определяют там, где породы с окаменелостями находятся прямо над теми, которые не содержат окаменелостей.

"Это было захватывающее время в истории Земли", - говорит Калин МакДаннелл, постдокторант Дартмута и ведущий автор статьи. "Великое несоответствие создает основу для кембрийского взрыва жизни, который всегда вызывал недоумение, поскольку он так резко проявился в ископаемых - геологические и эволюционные процессы обычно происходят постепенно".

Более века исследователи пытались объяснить причину отсутствия геологического времени.

За последние пять лет появились две противоположные теории: Одна объясняет, что порода была вырезана древними ледниками в период "снежной Земли" примерно 700-635 миллионов лет назад. Другая теория рассматривает серию тектонических событий на плитах в течение гораздо более длительного периода во время образования и распада суперконтинента Родиния примерно от 1 миллиарда до 550 миллионов лет назад.

В ходе исследований, проведенных под руководством Келлера в 2019 году, впервые было выдвинуто предположение о том, что широко распространенная эрозия континентальных ледниковых щитов во время криогенского ледникового периода привела к потере породы. Это было основано на геохимических прокси, которые предполагали, что большие объемы массовой эрозии соответствовали периоду "Земли снежного кома".

"Новое исследование подтверждает и развивает выводы, сделанные в предыдущем исследовании", - сказал Келлер. "Здесь мы предоставляем независимые доказательства охлаждения горных пород и многокилометровой эксгумации в криогенный период на большой территории Северной Америки".

Исследование опирается на детальную интерпретацию термохронологии, чтобы сделать оценку.

Термохронология позволяет исследователям оценить температуру, которую минеральные кристаллы испытывают с течением времени, а также их положение в континентальной коре при определенной термической структуре. Эта история может служить доказательством того, когда исчезнувшая порода была удалена и когда породы, в настоящее время обнаженные на поверхности, могли быть эксгумированы.

Исследователи использовали многочисленные измерения из ранее опубликованных термохронометрических данных, полученных в четырех районах Северной Америки. Эти районы, известные как кратоны, представляют собой химически и физически стабильные части континента, где тектоническая активность плит не была распространена в то время.

Запустив моделирование, которое искало временно-температурный путь, пройденный горными породами, исследователи зафиксировали широко распространенный сигнал быстрого и сильного охлаждения, который соответствует примерно 2-3-мильной эрозии во время оледенения Земли Снежного Шара по всей внутренней части Северной Америки.

"Хотя другие исследования использовали термохронологию, чтобы поставить под сомнение ледниковое происхождение, такое глобальное явление, как Великое несоответствие, требует глобальной оценки", - сказал МакДаннелл. "Оледенение - самое простое объяснение эрозии на огромной территории в период "Земли-снежка", поскольку считается, что ледниковые щиты покрывали большую часть Северной Америки в то время и могут быть эффективными экскаваторами породы".