Чому Земля повністю замерзла майже на 100 млн років

Земля-сніжка: що саме сталося

У відео йдеться про геологічний час кріогеній (дослівно — «поява льоду»), відомий також під назвою «Земля-сніжка». У цей період відбулося суцільне зледеніння планети двічі поспіль, між ними був короткий міжльодовиковий проміжок.

Авторка підкреслює контраст: сучасна Антарктида з її рекордними температурами виглядає «відносно теплою» у порівнянні з умовами кріогенія. За результатами досліджень, які згадуються в сюжеті, на полюсах тоді могло бути до −130 °C, а навіть екватор опинявся під шаром льоду та снігу.

Читайте також: Чому Земля перетворилася на «сніжну кулю» майже на 100 мільйонів років

Як вчені зрозуміли, що лід дістався екватора

Головний аргумент сюжету — геологічні сліди льодовиків у місцях, які в минулому були тропіками.

1) Тиліти та дропстоуни — «камені не на своєму місці»

Льодовики здатні переносити гальку й валуни на сотні кілометрів. Такі уламки, занесені льодом, називають тилітами. Якщо льодовик сповзає у воду, каміння падає на дно й округлюється — це дропстоуни.

У сюжеті підкреслено: подібні валуни знаходять у морських породах по всьому світу там, де їх не мало бути, і саме це свого часу виглядало настільки дивно, що припускали навіть неймовірне — ніби «Земля лягла на бік», а екватор колись був полюсом.

2) Льодовикова штриховка

Льодовик залишає довгі прямі подряпини та борозни на породах — це «льодовикова штриховка», яка показує напрям руху криги.

3) Варви — шаруваті відклади льодовикових озер

На дні льодовикових озер накопичуються варви — сезонні шари осаду, які формуються під час танення і повторюються «сезон за сезоном».

Як довели, що ці регіони справді були тропіками

Сюжет пояснює, що Земля за сотні мільйонів років сильно змінилася: материки рухалися, породи зминалися у складки, переверталися, літосфера розривалася й стискалася. Через це важливо не просто знайти «льодовикові» сліди, а ще й довести, на яких широтах вони утворилися.

Палеомагнетизм: «компас у камені»

Ключова роль тут — у палеомагнетизмі, науці про магнітне поле Землі в минулому. У сюжеті пояснюється механізм:

• мінерали із залізом (передусім магнетит і гематит) під час формування орієнтуються на тодішнє магнітне поле;
• коли порода остигає (для магнетиту згадується поріг близько 580 °C), орієнтація фіксується — як «запис», де був магнітний полюс на той момент;
• це дозволяє відновлювати давні широти й доводити, що льодовикові відклади виникли в областях, які тоді лежали біля екватора.

Історія гіпотези: від Моусона до «правильних» доказів

У сюжеті згадується австралійський геолог Дуглас Моусон, який ще на початку XX століття побачив у Австралії ознаки давнього зледеніння і припустив: кригою була вкрита вся планета. Але тоді він не врахував, що континенти переміщуються.

Коли у науковому світі прийняли теорії дрейфу материків і тектоніки плит, стало зрозуміло: Австралія в минулому могла бути ближче до полюса — і це саме по собі не доводить «Землю-сніжку».

Натомість вирішальними стали інші знахідки: льодовикові відклади в Гренландії та на Шпіцбергені, які за реконструкціями 700 млн років тому розташовувалися біля екватора. Саме це, у викладі авторки, «намалювало зовсім іншу картину».

Додаткові «хімічні» маркери: що сталося з океанами

Окрім каміння та подряпин, сюжет наводить ще два типи порід, які важко пояснити без радикальних змін клімату та океанічних умов.

1) Смугасті залізорудні формації

У пізньому протерозої з’являються смугасті залізорудні формації, які майже зникають з геологічного літопису задовго до цього і раптом повертаються у шарах віком близько 700 млн років.

У сюжеті це пояснюється так:

• в океанах майже зник кисень;
• у воді накопичувалося розчинене двовалентне залізо (ймовірно, з гідротермальних джерел);
• такий стан можливий, якщо щось блокує газообмін між атмосферою й океаном;
• суцільний крижаний щит міг стати саме такою «кришкою».

Коли стало тепліше, океани знову наситилися киснем, він вступив у реакцію із залізом — і залізо випало в осад, формуючи характерну шаруватість.

2) Карбонатні «шапки»

Над льодовиковими відкладами по всьому світу знаходять однакові карбонатні породи товщиною від 3 до 30 м, які, за словами авторки, сформувалися майже одночасно.

Основна гіпотеза в сюжеті:

• під льодом вивітрювання на континентах майже зупиняється;
• коли лід зникає, вивітрювання різко відновлюється і вивільняє у воду іони (кальцій, магній);
• ці іони потрапляють у річки й океан, реагують із CO₂ і формують карбонати;
• оскільки довго «матеріал не надходив», після потепління океан отримав його в надлишку, що й могло спричинити масове одночасне формування карбонатних «шапок».

Дві хвилі глобального зледеніння і майже 100 млн років льоду

У сюжеті названо дві кріогенієві льодовикові події:

1. Стерцьке зледеніння — перше й найдовше.

• почалося 717 млн років тому;
• тривало 57 млн років;
• лід, за оцінками, міг мати товщину 1–2 км (для порівняння — середня товщина льоду Антарктиди сьогодні близько 2 км). Згадуються знахідки по всьому світу: Австралія, Канада, Китай, Сибір, Намібія, Шпіцберген.

1. Маріноанське зледеніння — друге, коротше.

• почалося приблизно через 10 млн років після завершення першого;
• тривало близько 15 млн років.

Разом ці дві події й дають рамку «майже 100 млн років» глобальної криги.

Чому планета так охолола: збіг трьох факторів

Сюжет пояснює: настільки радикальне похолодання стало можливим через унікальний збіг умов.

1) Розпад суперконтиненту Родинія

На той момент існував суперконтинент Родинія, який омивався океаном Міровія. Приблизно 800 млн років тому стартував рифтогенез — розкол Родинії, що супроводжувався інтенсивним вулканізмом і появою великих площ базальтів.

2) Базальт «висмоктував» CO₂ з атмосфери

У сюжеті наголошено: базальт при вивітрюванні активно поглинає CO₂, зв’язуючи його у стабільні тверді сполуки. Родинія перетинала екватор майже посередині, а у теплому й вологому екваторіальному кліматі вивітрювання базальтів ішло особливо швидко. В результаті CO₂ забирався з атмосфери швидше, ніж вулкани встигали його повернути — баланс порушився, планета почала холонути.

3) «Пусковий гачок» — велике виверження і сірка в атмосфері

Окремо згадано потужне виверження на початку «Землі-сніжки», слідом якого є магматична провінція Франкліна (канадська Арктика та північно-західна Гренландія). Воно дало:

• багато базальту (додаткове поглинання CO₂),
• багато сірки, що в атмосфері працює як відбивний аерозоль, підвищуючи альбедо (відбиває сонячне проміння назад у космос).

4) Додаткове підсилення: слабше Сонце

У кріогенії, за словами авторки, Сонце світило на 6–7% слабше, ніж сьогодні. Для клімату це значить менше тепла, а отже — для стабільності потрібні були б вищі концентрації CO₂. Але через описані процеси CO₂ навпаки «вилучався» з атмосфери.

Як зледеніння стало «самоприскорюваним»

У сюжеті пояснюється механізм позитивного зворотного зв’язку:

• більше льоду → вище альбедо → більше відбитого світла → ще холодніше → ще більше льоду.

Критичний момент: коли льодовикові шапки з полюсів дійшли приблизно до 30-ї паралелі (у сюжеті для наочності згадується широта Каїра), подальший рух льоду до екватора став майже невідворотним.

Чи могло існувати життя під час «Землі-сніжки»

Попри картину «майже безжиттєвої екзопланети», сюжет стверджує: життя існувало.

Основні тези:

• океан не промерз до самого дна;
• виживання відбувалося у рефугіумах — “притулках”, де умови були менш жорсткими;
• частина організмів могла жити біля підводних вулканів, використовуючи хімічні елементи з гідротермальних джерел (згадуються хемолітотрофи);
• там, де крига тріскалася або була тонкою, могли існувати й фотосинтезуючі організми;
• на поверхні льоду утворювалися кріоконітові ями: темний пил (мінерали, сажа, мікроорганізми) нагрівався сильніше, «пропалював» лунки й створював мікрооази з рідиною.

Також зазначено: явних ознак масового вимирання у викладі сюжету не наводиться, але уточнюється, що тодішнє життя було дрібним і м’якотілим, тому слідів збереглося небагато.

Чому Земля все ж «розморозилась»

Ключова роль у завершенні глобального льоду — знову у вуглекислого газу, але вже як парникового чинника.

У сюжеті логіка така:

• навіть коли поверхня скута кригою, тектоніка не зупиняється;
• Родинія продовжує розколюватися, вулкани продовжують викидати CO₂;
• але породи, що раніше активно поглинали CO₂ (базальти), опинилися під льодом, тобто «поглинач» вимкнувся;
• CO₂ почав накопичуватися, парниковий ефект посилився, і льодовики поступово відступили.

Процес був повільним:

• для завершення першого зледеніння потрібні були десятки мільйонів років; у сюжеті сказано, що першій хвилі танення знадобилося близько 50 млн років, а почалася вона за кілька мільйонів років до фіналу стерцької події;
• друге зледеніння завершилося швидше — приблизно за 15 млн років.

Що було після кріогенія: “вибух” складнішого життя

Після кріогенія почалася едіакарія — час появи багатьох нових, переважно м’якотілих багатоклітинних форм. У сюжеті підкреслено, що через відсутність скелетів і панцирів сліди едіакарського життя зберігаються гірше, часто це лише «зморшки» у породах. Згадуються приклади відбитків (Аспідела, Дікінсонія тощо) і те, що для багатьох форм було навіть виділено окреме царство — вендобіонти.

Також робиться акцент: після «Землі-сніжки» океан наситився кальцієм настільки, що мінералізація стала легшою, а конкуренція між організмами зростала — і це сприяло появі перших твердотілих форм наприкінці едіакарію. Від цього моменту викопних решток стає значно більше.

Висновок сюжету

Цей сюжет вибудовує цілісну картину: глобальні зледеніння кріогенія стали можливими через збіг геологічних та астрономічних чинників (розпад Родинії, масовий базальтовий вулканізм і поглинання CO₂, сірчані аерозолі, слабше Сонце), а потім «самоприскорилися» через альбедо льоду. Водночас Земля не залишилася крижаною кулею, бо вулканізм продовжував викидати CO₂, і коли механізм поглинання газу під льодом зупинився, парниковий ефект повернув планету до тепліших умов. І навіть у найекстремальніший холод, за описом авторки, життя знаходило «ніші» для виживання — під льодом, біля гідротермальних джерел, у тріщинах та кріоконітових оазах.

Читайте також: «Справжня» осінь уже почалася: що таке рівнодення і чому день не рівно 12 годин