В Большом каньоне не хватает миллиарда лет геологической истории. Куда она делась?

В скалах американского Большого каньона есть загадка, над которой геологи ломают голову уже более века. Между некоторыми слоями горных пород якобы исчез целый миллиард лет истории Земли. Теперь австралийские учёные предложили новое объяснение этого явления.

Панорама Большого каньона с южной стороны. Фото: Wikimedia Commons

В 1869 году исследователь Джон Уэсли Пауэлл заметил, что в Большом каньоне относительно молодые осадочные породы лежат непосредственно на значительно более древних кристаллических породах. Между ними отсутствуют слои, которые могли бы рассказать о сотнях миллионов лет геологической истории.

Это явление получило название Великое стратиграфическое несогласие. Подобные разрывы позже обнаружили и в других частях Северной Америки, а также в Китае и Европе.

Ученые давно спорят, куда делись отсутствующие слои. Возможно, они вообще не образовались. Согласно другой гипотезе, породы когда-то существовали, но были уничтожены эрозией, в том числе во время масштабных оледенений. Однако оставалось непонятным, почему такое разрушение могло произойти на огромных территориях в разных частях планеты.

Ответ, как пишет Financial Times, может скрываться глубоко под землей. Исследователи из австралийского Университета Вуллонгонга решили проверить, какую роль в этом могли сыграть движения земной мантии.

Вещество мантии чрезвычайно медленно перемещается: более горячие массы поднимаются, а более холодные опускаются. Эти процессы, длящиеся миллионы лет, могут заставлять огромные участки земной поверхности подниматься или опускаться.

С помощью суперкомпьютера ученые смоделировали движения мантии за последний миллиард лет. Результаты, опубликованные в журнале Nature, показали, что древние континентальные массивы, из которых впоследствии образовались части Северной Америки, Европы и Китая, могли на протяжении сотен миллионов лет оставаться приподнятыми, а позже опуститься. Именно это, по мнению исследователей, могло создать условия для исчезновения огромных пластов горных пород.

Как ледники могли стереть миллиард лет

Согласно предложенной гипотезе, сначала движения в мантии подняли древние континентальные массивы. Горные породы, которые ранее находились глубоко под поверхностью, постепенно обнажились. Это сделало их доступными для эрозии. Особенно сильно этот процесс мог ускориться около 700 миллионов лет назад, когда на Земле началась эпоха масштабных оледенений.

Огромные ледники, двигаясь по поверхности континентов, могли постепенно стереть толстые слои пород, которые накапливались на протяжении сотен миллионов лет. Позже, когда континентальные массивы начали опускаться, на обнаженных древних породах стали накапливаться новые отложения. В результате значительно более молодые слои оказались непосредственно на очень старых, а геологическая история между ними осталась незаписанной.

Эта гипотеза позволяет объяснить не только исчезновение пород, но и то, почему подобные разрывы встречаются в разных частях света. Примечательно, что время этих событий совпадает с распадом древнего суперконтинента Родиния, который когда-то объединял значительную часть земной суши. Его распад также был связан с масштабными процессами в мантии. Теперь ученым нужно выяснить, насколько хорошо предложенная модель соответствует геологическим разрывам, найденным в разных регионах.

Могло ли это повлиять на возникновение сложной жизни?

В этой истории есть еще одно интригующее обстоятельство. Примерно 540 миллионов лет назад на Земле начался так называемый кембрийский взрыв — период стремительного увеличения разнообразия животных, когда в геологической летописи появилось множество новых форм сложной жизни.

Исследователи допускают, что масштабное разрушение горных пород ледниками могло повлиять на химический состав океанов. Вещества, которые высвобождались во время эрозии, попадали в воду и могли изменять условия жизни морских организмов.

Таким образом, процессы, которые начались глубоко в мантии Земли, могли через поднятие континентов, оледенение и эрозию повлиять не только на геологическую летопись, но и на дальнейшую эволюцию жизни.

Пока это лишь гипотеза, требующая дальнейшей проверки.

Комментарии к статье