Как глобальный климат влияет на поступление осадков и условия в бассейне молодого рифта

Новые данные из Коринфского залива в Греции, континентальной рифтовой зоны, где происходит первая стадия формирования океанического бассейна, показывают, как изменялись условия окружающей среды и поступление осадков в рифтовый бассейн по мере того, как Земля чередовала безледниковые и ледниковые условия за последние 500 тысяч лет. Известно, что молодые рифтовые бассейны, такие как Коринфский залив, являются чувствительными регистраторами прошлых изменений климата и уровня моря, а также химических и биологических условий в их водах. Однако наблюдавшиеся изменения оказались более драматичными и сложными, чем ожидалось. Объем осадков, заполняющих рифтовый бассейн, резко увеличивался в периоды, когда Земля находилась в ледниковых условиях, по сравнению с безледниковыми периодами.

Это важное открытие для понимания влияния глобальных климатических колебаний на историю седиментации, особенно для самых ранних отложений, формирующихся при зарождении новых океанических бассейнов. Процесс континентального рифтогенеза фундаментален для образования новых океанических бассейнов, которые являются источником значительной части углеводородных ресурсов Земли. Поэтому история их осадконакопления проливает свет на то, как формируются углеводороды и где они могут аккумулироваться.

Результаты получены в ходе новой научной экспедиции по океаническому бурению, проведенной в рамках Международной программы открытий в океане (IODP), и опубликованы на этой неделе в журнале Scientific Reports в статье "Высокоразрешающая запись раскрывает обусловленные климатом изменения окружающей среды и осадконакопления в активном рифте". Экспедиция IODP 381 работала в море с октября по декабрь 2017 года на буровом судне Fugro Synergy, а отобранные керны осадочных пород и данные каротажа были проанализированы в феврале 2018 года международной командой из 35 геологов. Руководили экспедицией и новой публикацией профессор Лиза Макнейл из Саутгемптонского университета (Великобритания) и профессор Донна Шиллингтон из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета (США).

"Это первая длинная и высокоразрешающая запись осадочных пород раннего процесса рифтогенеза из когда-либо полученных", — комментирует Лиза Макнейл. "На одной из скважин расширенный 700-метровый разрез фиксирует историю рифтового бассейна за последние 800 000 лет". Керны показали, как менялись условия, когда глобальный климат и рост ледниковых щитов понижали уровень моря и изолировали Коринфский бассейн от открытого океана. Пониженная соленость серьезно ограничивала круг организмов, способных обитать в водах в таких стрессовых условиях. Эти колебания происходили примерно раз в 100 000 лет по мере изменения глобального климата.

Наиболее поразительный результат заключается в том, что скорость поступления осадков в бассейн увеличивается в 2–7 раз в периоды глобальных оледенений по сравнению с безледниковыми периодами. Это зафиксировано в относительной мощности осадочного заполнения рифтового бассейна в эти разные периоды. Донна Шиллингтон поясняет: "Мы полагаем, что это изменение вызвано не увеличением количества осадков и эрозии во время ледниковых периодов, а сокращением растительного покрова и изменением его типа в эти периоды, что привело к усилению эрозии". Это важный результат для понимания климата Восточного Средиземноморья в то время и влияния глобальных климатических колебаний на скорость заполнения осадочных бассейнов. Такие бассейны являются источником большой доли углеводородных ресурсов Земли, и история их осадконакопления, особенно на ранней стадии рифтогенеза, объясняет, как формируются нефтематеринские и коллекторские породы.

Научная команда также обнаружила, что скорости седиментации в голоцене (последние 10 000 лет) были значительно выше, чем в предыдущие безледниковые периоды. Вероятно, это связано с антропогенным воздействием на ландшафт материковой Греции — обезлесением и увеличением скорости эрозии склонов на протяжении примерно 4000 лет.