Отмороженная планета

Примерно полмиллиарда лет тому назад, когда на Земле стали появляться многоклеточные организмы, наша планета замерзла.
Фото PetraSoft

Примерно полмиллиарда лет тому назад, как раз около того времени, когда на Земле стали появляться многоклеточные организмы, наша планета замерзла. Льды и снега покрыли ее полностью, от полюсов до экватора, везде воцарилась температура под минус пятьдесят градусов Цельсия. И длилось это Великое оледенение ни много ни мало 12 миллионов лет.

Такова гипотеза почти полувековой давности, подтверждения которой, при всей ее невероятности, нашлись в этом году.

Гипотеза «планеты-снежка» уже выдвигалась учеными в шестидесятых годах прошлого века, в том числе и ленинградским геофизиком Михаилом Будыко. Гипотеза о «снежном коме» была весьма экстравагантной, но по крайней мере единственной, которая объясняла все странности, с которыми сталкивались исследователи Неопротерозоя, периода, отстоящего от современности на 600–700 миллионов лет назад.

Трудно было, например, объяснить остатки ледниковых наносов, обнаруживаемые в древних скалах Неопротерозоя в самых разных местах планеты и даже в тропических широтах, где их наличие вообще нонсенс. Еще более необъяснимым было то, что вместе с этими наносами были обнаружены отложения, необычайно богатые железом, чего не могло быть по определению. Дело в том, что железо в присутствии кислорода окисляется, а полмиллиарда лет назад земная атмосфера имела примерно тот же состав, что и сейчас. Откуда здесь взялось чистое железо, никто не понимал.

Третья загадка тоже была из разряда «для самых сообразительных» – таинственные ледниковые наносы в тропиках были покрыты толстым скальным слоем, богатым карбонатами. А эти самые карбонаты, как хорошо известно специалистам, выделяются из морской воды при ее нагреве, причем сильном – до плюс пятидесяти градусов.

И, наконец, четвертое. Анализ изотопов углерода в этих карбонатных отложениях говорил о том, что в неопротерозойские времена какие бы то ни было биологические процессы вдруг прекратились и возобновились только миллионы лет спустя.

Стройные теории о невероятном по силе оледенении, независимо построенные Брайаном Харландом из Кембриджа и Михаилом Будыко из Ленинграда, который, кстати, показал, как такое оледенение вообще могло произойти, мало кого убедили. В частности, потому, что, вступив в такой процесс, Земля, по общему убеждению, не имела шансов из него выйти.

Все дело в альбедо – отражающей способности планеты. Солнце посылает на Землю световой поток в 343 ватта на квадратный метр поверхности. Частично этот поток поглощается, частично отражается. Когда Земля покрывается льдом, ее альбедо возрастает, принимаемое от Солнца тепло убывает, льда становится больше, альбедо еще более возрастает и так далее, до полного оледенения всего шарика. По мнению Михаила Будыко, толчок всему дало то, что в те времена светимость Солнца на время уменьшилась и привела к появлению льда, достаточного для увеличения альбедо, которое могло бы включить этот процесс. Возникла так называемая «положительная обратная связь», заморозка пошла по нарастающей и никакого выхода в обратную сторону вроде бы видно не было.

Лет семь назад американские исследователи показали, что выход из ситуации есть – мощные тектонические процессы могут все это дело расплавить, причем со скоростью небывалой – буквально за сотню лет поднять температуру земной поверхности так, что ее не всякий африканец в состоянии выдержать. Теорию опять-таки приняли холодно, но сейчас появились новые данные, и вот от них-то отмахнуться будет куда труднее.

8 апреля в журнале Science появилась статья группы австрийских геохимиков из Венского университета, которые проанализировали состав скальных проб, взятых из медных копей Замбии и Конго на предмет содержания в них иридия. Дело в том, что наша планета постоянно находится под метеоритным дождем с высоким содержанием иридия. В условиях обычного, относительно теплого климата этот иридий рассеивается по поверхности и везде, на любой глубине, имеет одинаковую плотность. Если вдруг Земля покроется коркой льда, он точно так же будет храниться в ледяной толще. Но стоит льду расплавиться, весь содержащийся в нем иридий выпадет в тоненькую корочку, причем чем выше будет его плотность, тем, значит, дольше длился период ситуации «Земли-снежка».

Буквально в нескольких сантиметрах Неопротерозойских осадков исследователи обнаружили тонкие слои с пиковым избытком иридия. Причем во всех образцах были обнаружены такие слои, относящиеся ко времени 635 млн. лет назад, а в двух из них ученые обнаружили добавочные слои, относящиеся к периоду 710 млн. лет назад.

Из этого они сделали вывод, что 710 млн. лет назад тоже было оледенение, но неполное, не до состояния «снежного кома», а вот 635 млн. лет назад наша планета стала «снежком» на 12 плюс–минус 3 млн. лет.

Остается еще много вопросов, но главный из них, который больше всего волнует ученых, – как так случилось, что после такого ледяного удара, полностью остановившего любую биологическую активность или, говоря проще, полностью убившего земную жизнь, она в результате не только возродилась, но и приобрела другие, более развитые формы, куда более сложные, чем бактерии и археобактерии, что царствовали на Земле до Великого оледенения? Причем, что интересно, в кратчайшие сроки, за какие-то несколько десятков миллионов лет. Ученые предполагают, что могло быть одно из двух. Либо жизнь продолжала развиваться около горячих источников, бьющих из океанского дна и не затронутых похолоданием, либо сыграли свою роль «холоднокровные» бактерии, способные выжить даже при очень низких, космических, температурах. Но вот это все пока – тоже игра ума и тоже требует подтверждения.