Гори, які сприяли розвитку складних форм життя, можуть ховатися під льодом Антарктиди

Вчені заявили про те, що під льодами Антарктиди можуть ховатися гори, які в далекому минулому сприяли розвитку складних форм життя на нашій планеті. Хоча самі гори давно зруйнувалися під дією ерозії, їхні корені та продукти їхнього руйнування (осадові породи) можуть зберігати свідчення найважливішого аспекту їхнього існування, повідомляє Science Alert.

Дослідження, проведені у 2022 році, вказували на те, що гігантські гірські ланцюги сформувалися в період від 650 до 450 мільйонів років тому, коли відбувалося об’єднання суперконтиненту Гондвана. У новому ж дослідженні вчені припустили, що ці гори сприяли формуванню природних умов, які дозволили процвітати складним формам тваринного життя.

Щоб дійти такого висновку, вчені проаналізували крихітні кристали циркону. Вони відрізняються винятковою стійкістю; їхній хімічний склад і вік, що визначається урано-свинцевим методом, дають змогу встановити час і місце формування порід, з яких вони походять.

Оскільки понад 99,5% території Антарктиди вкрито льодом, безпосередньо дослідити її геологічну будову доволі складно. Натомість двоє геологів з Австралійського національного університету проаналізували кристали циркону, винесені з континенту в океанічні відкладення, об’єднавши дані про 1712 нещодавно досліджених зерен із результатами аналізу тисяч антарктичних цирконів, досліджених раніше.

Вчені з’ясували, що для Антарктиди характерний особливо виражений віковий сигнал цирконів, який відноситься до інтервалу від 650 до 450 мільйонів років тому — періоду формування суперконтиненту Гондвана. Коли вчені внесли цю інформацію до глобальної бази даних і скоригували її з урахуванням площі, сигнал, пов’язаний із Гондваною, виявився найпотужнішим свідченням гороутворювальних процесів, пов’язаних із суперконтинентами, у всьому масиві даних.

Цікаво, що циркони вказали на щось масштабніше, ніж просто стародавні гори. У деяких із них містяться хімічні ознаки, характерні для глибоких основ дуже високих гір — зон, де гірські породи зазнавали впливу колосального тиску. Такі циркони особливо часто зустрічаються в породах гондванського періоду; це підтверджує гіпотезу про те, що деякі з гірських поясів, які існували тоді, за своїми масштабами були порівнянні з Гімалаями.

Вчені вважають, що в результаті зіткнень тектонічних блоків, що відповідають сучасним Антарктиді, Індії, Австралії та кратону Калахарі, сформувалися гірські системи гімалайського типу. У міру того як ці гори піднімалися, вони одночасно зазнавали руйнівного впливу ерозії.

У результаті цієї ерозії в навколишні океани потрапляли колосальні обсяги осадових порід, що, можливо, призвело до формування «найбільшої системи турбідітових конусів виносу за всю геологічну історію». І, ймовірно, що найдавніша частина цього конуса виносу зараз похована під антарктичним льодом.

Руйнування гір призводить не тільки до утворення піску та мулу. У результаті цього процесу в океан потрапляють поживні речовини, зокрема фосфор і залізо. Ці речовини здатні стимулювати первинну продукцію водоростей і ціанобактерій — організмів, які перебувають у основі морського харчового ланцюга й виробляють кисень у процесі фотосинтезу.

Але одного лише збільшення вироблення кисню недостатньо: щоб рівень кисню в атмосфері істотно зріс, органічний вуглець та інші відновлені сполуки мають бути поховані до того, як вони встигнуть вступити в реакцію з киснем і повернути його назад в атмосферу.

Гори Гондвани забезпечили механізм, який зробив це можливим. Величезні обсяги сланців, багатих на органічний вуглець і пірит, зазнали швидкого й глибокого поховання. Постійний приплив поживних речовин із гір, що руйнувалися, сприяв зростанню первинної продукції та збільшенню вироблення кисню, тоді як швидке захоронення органічного вуглецю та піриту запобігало повторному витрачанню частини цього кисню.

Це забезпечило наявність кисню, їжі та хімічних «будівельних блоків» для формування біомінералізованих скелетів, які дозволили тваринному світу вийти на новий етап розвитку.

Раніше вчені з’ясували, що Гондвана була більшою, ніж вважалося, і її слід визнати суперконтинентом.