Наука и технологии 15 февруари 2026 г. · 0 коментара
Снежна топка Земя. Кредит за изображение: Wikimedia Commons / Neethis
Преди милиони години Земята премина през продължително дълбоко замръзване, което я видя покрита със сняг и лед.
Клои Грифин и Томас Гернън: За един астронавт днес Земята изглежда като ярък син мрамор от космоса. Но преди 700 милиона години щеше да изглежда като ослепително бяла снежна топка. Това изглежда малко вероятна люлка за живот, но нови доказателства предполагат, че замръзналият океан е включвал ограничени оазиси без лед, които са осигурили спасителна линия за нашите най-ранни сложни предци.
По време на криогенния период, от преди 720 милиона до 635 милиона години, Земята е била погребана от масивни ледени покривки, които са се движели от полюсите към тропиците. Температурите на повърхността бяха до -50C.
Тъй като ярката, бяла повърхност на планетата отразява (а не поглъща) енергията на Слънцето – феномен, известен като ефекта на албедото – Земята остава заключена в това екстремно климатично състояние, наречено „Земята на снежната топка“, за десетки милиони години.
Учените отдавна смятат, че когато океанът е затворен под ледена обвивка с дебелина километър, обичайната връзка между атмосферата и океаните ще бъде предотвратена, заглушавайки променливостта на климата – краткосрочни промени в температурата, валежите или моделите на вятъра.
Въпреки това, нашето ново изследване, публикувано в Earth and Planetary Science Letters, предизвиква това статукво. Чрез криминалистично декодиране на древни скали открихме, че климатът е станал за кратко по-динамичен от нормалното очакване на Земята на снежната топка: той дори е осцилирал до ритъм, поразително подобен на нашия днес.
Декодиране на климатичните цикли
Пробивът дойде от островите Гарвелах край западния бряг на Шотландия. Тези скали са се образували по време на Стуртианското заледяване (преди 720-660 милиона години), първото от две събития на Земята със снежна топка; вторият от които е мариноанският (преди 650-635 милиона години). Шотландските острови съдържат уникален изящно запазен архив на Snowball Earth, заключващ тайните на този странен древен свят.
По-конкретно, слоестите седиментни скали или варви действат като естествени регистратори на данни. Представете си езеро днес: утайката се утаява тихо през водния стълб и към дъното на езерото. С течение на времето тези слоеве седимент се натрупват на дъното на езерото. Хиляди или милиони години по-късно геолозите могат да използват физическата, химическата и биологичната информация, уловена в сегашните древни езерни утайки, за да проследят как условията на околната среда – включително климатичните – се променят с течение на времето.
Докато съвременните седименти като този са лесни за намиране, подробните климатични архиви от дълбоки времена са изчезващо редки – оставяйки ни в неведение за това как климатът на нашата планета се е държал по време на Земята със снежна топка – досега.
Изследвахме уникална купчина скали с дебелина шест метра, съдържаща около 2600 такива греди, на островите Гарвелах. Това, което разкриха, беше, честно казано, смайващо. Микроскопският и статистически анализ показаха, че тези слоеве не са еднородни, както бихте очаквали заключени в състояние на снежна топка.
Вместо това те отговарят на предвидими цикли, протичащи във времеви мащаби от няколко години до векове. Може би още по-изненадващо е, че почти пълният набор от климатични ритми, които познаваме от днес, е запазен; от годишните сезони до модерни явления като Ел Ниньо (климатичен модел, белязан от затопляне на температурите на морската повърхност в части от Тихия океан) и по-дългосрочни цикли, свързани със слънчевата активност, продължаващи десетилетия до векове.
Със сигурност не бихме очаквали цикли на Ел Ниньо – климатичен феномен, който се случва на всеки две до седем години днес – не на последно място, тъй като това изисква безпроблемна комуникация между атмосферата и океаните, което е трудно да си представим в свят, покрит с лед.
Океан (частично) без лед?
Циклите в тези древни седименти наистина повдигат една интригуваща възможност: може ли части от океана да са били без лед по време на Земята със снежна топка? За да стигнем до дъното на това, използвахме компютърни климатични симулации, за да тестваме различни климатични сценарии – казано по-просто, виждайки как промяната на количеството лед в океаните променя моделите на повърхностната температура по целия свят. Открихме, че когато океанът е замръзнал напълно, климатичните колебания са до голяма степен потиснати.
Нашите симулации също така показват, че обширни площи от открита вода не са били необходими за рестартиране на тези трептения; ако само малка част от повърхността на океана беше свободна от лед – да речем около 15% – взаимодействието на атмосферата и океана можеше да се възобнови.
Сравнявайки симулираните климатични записи с моделите, които декодирахме в скалните записи, смятаме, че тези седименти най-вероятно документират участък от открита вода в тропиците, понякога наричан оазис. Такива оазиси се използват от много учени, за да съчетаят оцеляването на живота с почти глобалното заледяване.
Интересното е, че няколко други доказателства сочат, че океанът е бил частично чист от лед приблизително по същото време. И така, могат ли нашите скали да предоставят доказателства за временно затопляне по време на Земята със снежна топка? Въпреки че потвърждават временни петна топлина в повърхностния океан, тези скали представляват моментна снимка от около 3000 години в многомилионно заледяване – вероятно мимолетно състояние на „киша“ в иначе замръзнал свят. Друго скорошно проучване дори твърди, че течната вода може да се задържи при -15C, но само ако е изключително солена.
Най-важното обаче е, че нашият нов анализ показва, че климатичната система има присъща тенденция към колебания, дори при най-екстремни условия. Възможно ли е тези оазиси в морето да са били спасителни салове за най-ранните сложни животни?
Може би най-големият парадокс на Snowball Earth е, че това враждебно дълбоко замразяване предизвика биологична революция. Горе-долу по това време разнообразието и изобилието на многоклетъчния живот избухнаха – събитие, подхранвано от богат на фосфор прах, смлян от самите ледници, които заплашваха да го унищожат. Учените смятат, че това се е случило по време на топлия интервал между двете заледявания на снежната топка.
Но за да процъфтява животът след леда, той първо трябваше да преживее второто (маринско) заледяване. Нашето проучване предлага жизнеспособно решение на този пъзел: ако тропическите океани не бяха изцяло замръзнали, а съдържаха джобове с открита вода, тези оазиси щяха да действат като обитаеми убежища.
Вместо замръзнала твърда планета, нашата работа рисува картина на „осцилиращ“ свят, където тънки пукнатини в леда или по-обширни петна от открита вода образуват местообитания, които позволяват, дори насърчават, колонизацията на живот.
Поддържайки биоразнообразието по време на най-екстремната ледникова епоха на Земята, тези оазиси гарантираха, че когато ледът най-накрая се разтопи, животът е готов да разцъфти в сложните екосистеми, които виждаме днес – в крайна сметка водещи до нас.
Клоуи Грифин, научен сътрудник, Училище за наука за океана и земята, Университет на Саутхемптън, Университет на Саутхемптън и Томас Гернон, професор по наука за Земята и климата, Университет на Саутхемптън
Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (0)