Древний дождемер: новые данные связывают грунтовые воды и изменения климата в глубоком прошлом

Ученые из Университета Пенсильвании обнаружили, что изменения в составе грунтовых вод миллионы лет назад сформировали чередующиеся слои ярко-желтого и коричневого цвета в минерале сфалерите, и эти вариации соответствуют циклическим изменениям орбиты Земли, влиявшим на климат в глубоком прошлом.

Результаты, опубликованные 12 ноября в журнале Geochemical Perspective Letters, предоставляют новые доказательства влияния изменений климата на количество осадков и динамику грунтовых вод — процесс, плохо документированный в геологической летописи. Исследование показывает, что полосчатость сфалерита можно использовать как индикатор состава грунтовых вод в геологическом прошлом, что имеет решающее значение для понимания изменений уровня моря, химического выветривания и эволюции ландшафтов.

Ученые проанализировали образцы сфалерита из Верхнего Миссисипского рудного района на Среднем Западе США. Они установили, что увеличение количества осадков приводило к поступлению богатой кислородом грунтовой воды на глубину около 3000 футов (около 900 метров), где формировался минерал. Повышенное окисление создавало светлые желтые полосы, а в более засушливые периоды формировались темно-коричневые слои. С помощью новой технологии датирования и компьютерного анализа ученые выявили, что эти паттерны отложений соответствуют циклам Миланковича — изменениям орбиты и наклона оси вращения Земли с периодами в десятки и сотни тысяч лет, которые 299–252 миллиона лет назад создавали более теплые и влажные условия.

«Мы объединяем геохимические исследования руд с тем, что нам известно об астрономических циклах из совершенно других исследований, — сказал заслуженный профессор Хьюберт Барнс. — Никто раньше не предпринимал такой попытки». Это открытие может помочь объяснить изменения уровня моря в периоды истории Земли, когда планета была слишком теплой для существования ледников, и указывает на важный вклад наземных водных ресурсов, который часто не учитывается в долгосрочных прогнозах уровня моря.