Учёные впервые измерили температуру океана во время «Земли-снежка»

Учёные давно предполагали, что около 700 миллионов лет назад Земля пережила экстремально холодный период, известный как «Земля-снежок», когда лёд простирался от полюсов до экватора.

Однако точная степень этих температур оставалась неопределённой. Теперь международная исследовательская группа под руководством китайских учёных впервые предоставила количественные измерения температуры океана того периода.

Исследование показывает, что температура океана на континентальных окраинах — где жизнь была наиболее активна — колебалась от минус 22 °C до минус 8 °C, а морская вода была до четырёх раз солонее, чем современная. Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Communications.

«Как первая измеренная температура океана в период «Земли-снежка», это открытие даёт новое понимание механизмов, с помощью которых ранняя жизнь выживала в таких экстремальных климатических условиях, и проливает свет на драматические климатические изменения Земли», — сказал Лу Кай, первый автор исследования и постдокторант Института геологии и геофизики Китайской академии наук.

«Это самая низкая измеренная температура океана в истории Земли», — отметил Лу, подчеркнув, что она даже ниже, чем температура солёной кашицы в покрытом льдом озере Вида в Антарктиде, которая составляет минус 13 °C.

Этот период оставил после себя характерные геологические свидетельства: ржаво-красные железные формации, которые накапливались там, где континентальные ледники встречались с покрытыми льдом морями. Изотопы железа — варианты одного и того же элемента с равным числом протонов, но разным числом нейтронов — различаются по атомной распространённости, и их изотопный состав меняется в зависимости от температуры. Чтобы определить температуру «Земли-снежка», команда разработала новый метод, используя изотопы железа в качестве термометра.

«Результаты показали, что температура поверхностной морской воды в тот период была значительно ниже сегодняшних 17 °C, но она оставалась незамёрзшей», — сказал Лу, объяснив это высоким уровнем солёности, который достигал 150 практических единиц солёности, что более чем в четыре раза превышает солёность современной морской воды. Высокосолёная среда действовала как естественный антифриз, позволяя морской воде оставаться жидкой при температурах значительно ниже нормальной точки замерзания.

Лу сказал, что экстремальные условия, вероятно, формировались у основания массивных шельфовых ледников, подобно циркуляции «ледяного насоса», наблюдаемой под современными антарктическими шельфовыми ледниками. Во время циклов таяния и замерзания у основания ледников лёд вытесняет соли, которые со временем накапливаются, создавая плотные слои рассола с чрезвычайно низкими температурами и высокой солёностью.

«Это исследование предоставляет первые количественные доказательства морской среды в период «Земли-снежка» и служит ценным ориентиром для понимания драматических климатических изменений той эпохи, а также толерантности и устойчивости ранних микроорганизмов», — заключил он.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как современные научные методы позволяют заглянуть в самые экстремальные главы истории нашей планеты. Понимание того, как жизнь сохранялась в таких адских условиях, не только расширяет наши знания о прошлом, но и может иметь значение для поиска жизни в ледяных мирах за пределами Земли, например, на спутниках Юпитера или Сатурна.