Отложения Джунгарского бассейна раскрывают связь между хаосом Солнечной системы и углеродным циклом Земли

Фото полевых работ Фан Янаня и Пола Олсена в формации Сангонхе, участок Хаоцзягоу в Джунгарском бассейне. Автор: Фан Янань

Исследователи из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук и Колумбийского университета вместе с коллегами проанализировали отложения континентальной формации Сангонхе (поздняя ранняя юра) в Джунгарском бассейне Китая, раскрыв данные как о хаосе Солнечной системы, так и о глобальном углеродном цикле. Их выводы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда провела междисциплинарное исследование хорошо сохранившихся озёрных отложений Джунгарского бассейна, объединив астрохроностратиграфию, седиментологию, геохимию и палинологию. Анализ выявил изменяющийся долгосрочный ритм в орбитах Марса и Земли — известный как «великий цикл эксцентриситета Марс–Земля», — который определяет, насколько эллиптической становится орбита Земли в масштабах миллионов лет. Эти орбитальные изменения влияют на количество солнечного света, получаемого Землёй, и, в свою очередь, на климат и глобальный углеродный цикл.

Исследование обнаружило ранее неизвестный 1,6-миллионный цикл в записи изотопов углерода, отличающийся от текущего 2,4-миллионного цикла великого эксцентриситета. Эта вариация предоставляет конкретные геологические доказательства хаоса Солнечной системы — идеи о том, что гравитационные взаимодействия между планетами могут приводить к непредсказуемым орбитальным сдвигам в глубоком времени. Результаты расширяют наше понимание поведения планет за пределы 60-миллионного лимита современных орбитальных симуляций.

Параллельно исследование проливает свет на реакцию углеродного цикла Земли во время крупного климатического события — события Дженкинса, эпизода глобального потепления около 183 миллионов лет назад. Учёные связали это событие с 1,6-миллионным орбитальным циклом и обнаружили, что сигналы изотопов углерода, записанные в мелководной озёрной среде Джунгарского бассейна, вероятно, отражают изменения в составе атмосферного CO₂, вызванные орбитальной динамикой.

В отличие от морских и глубоководных озёрных условий, где колебания углерода кажутся усиленными, Джунгарский бассейн может сохранять более репрезентативный сигнал глобальной углеродной системы.

Карта расположения современного и раннеюрского Джунгарского бассейна. Автор: Фан Янань

Это исследование демонстрирует, как древние отложения могут служить окном в планетарную динамику и процессы земной системы, помогая учёным ограничить эволюцию Солнечной системы и лучше понять, как орбитальные вариации могут влиять на климат и изменения углеродного цикла на Земле.

Объединяя идеи планетарной науки и палеоклиматологии, работа способствует уточнению астрономических моделей, проверке гравитационных теорий и углублению наших знаний о долгосрочной климатической чувствительности Земли.

Дополнительная информация: Yanan Fang et al, Jurassic constraints on the chaotic Mars–Earth eccentricity cycle linked to the volcanically induced Jenkyns event, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419902122

Источник: Chinese Academy of Sciences