Геологи: "взрыву жизни" на Земле предшествовал выброс углерода из мантии

500–700 миллионов лет назад из земных недр на поверхность было выброшено огромное количество соединений, содержащих углерод. Это событие, возможно, определило судьбы земной жизни. К такому выводу пришли исследователи, изучив найденные в Антарктиде кристаллы циркона. Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Geoscience 27 ноября 2017 года.

Самый большой резервуар углерода на Земле – её мантия. И он постоянно пополняется. В так называемых зонах субдукции океаническая кора погружается в раскалённые глубины планеты. При этом в мантию с поверхности попадает углерод. Впрочем, недра не остаются в долгу: извержения вулканов – самый мощный из источников, обогащающих углекислым газом атмосферу Земли.

Согласно стандартным геологическим моделям, иногда из мантии выделяется больше углерода, чем погружается в неё с земной поверхности. Это должно приводить к повышению содержания углекислого газа в атмосфере и, значит, к потеплению климата. Но какова на самом деле роль этого процесса в формировании климата Земли? На этот вопрос пока нет ответа.

В поисках истины учёные исследовали так называемые зёрна (очень маленькие кристаллы) циркона , найденные в Антарктиде. Их интересовало содержание в минерале различных элементов, прежде всего углерода. Получив эти данные, учёные могут определить химический состав магмы, из которой когда-то кристаллизовался минерал. Возраст образцов определялся уран-свинцовым методом . Между прочим, некоторые из изученных фрагментов были размером всего 0,1 миллиметра, то есть не толще человеческого волоса.

Как сообщается в пресс-релизе исследования, оказалось, что образцы возрастом 500–700 миллионов лет свидетельствуют о пике выброса щелочной магмы. Это довольно редкий тип лав, в котором в 10–50 раз больше углерода, чем в обычной вулканической лаве. Существуют отдельные вулканы, для которых он является обычным – например, Этна в Италии и Эребус в Антарктиде. Но следы, обнаруженные в цирконии, как полагают авторы, говорят не о локальном, а о глобальном событии.

Исследователи также обращают внимание, что для геологической летописи эдиакарского периода (635 – 540 миллионов лет назад) характерны голубые сланцы (blueschists). Эти породы образуются, когда в мантию обильно поступают вода, углерод и сера с поверхности Земли. Они тоже свидетельствуют, что на поверхности в этот момент стало больше углерода.

Авторы делают вывод, что 500–700 миллионов лет назад произошёл глобальный выброс соединений углерода из мантии Земли. Именно он привёл к окончанию периода "Земли-снежка" (720–635 миллионов лет назад), когда Земля была закована льдом почти до экватора.

Интересно, что он предшествовал кембрийскому взрыву – резкому и мгновенному по геологическим меркам увеличению числа ископаемых останков в палеонтологической летописи. Возможно, именно этот выброс углерода сыграл ключевую роль в истории жизни на Земле.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее также писали о гигантских резервуарах кислорода на границе ядра и мантии, а также об огромных "океанах " в недрах планеты.