Хемогенные кремнистые породы (кремни) зафиксировали охлаждение Земли за миллиарды лет

Миллиарды лет назад океаны, вероятно, не были такими горячими, как часто предполагается, а имели гораздо более умеренные температуры. К такому выводу пришла исследовательская группа из Гёттингенского университета и Немецкого исследовательского центра геонаук (GFZ) в Потсдаме.

Учёные проанализировали кремни — осадочные породы, формирующиеся из морской воды и остатков кремниевых организмов. Используя эти «капсулы времени», команда показала, что соотношения изотопов кислорода в них определяются охлаждением твёрдой Земли и в меньшей степени зависят от температуры морской воды. Результаты опубликованы в PNAS.

Исследователи изучили кремни возрастом около 550 миллионов лет из юго-восточного Китая. Образцы показали, что после отложения осадка аморфные предшественники кремней перекристаллизовывались на сотни метров ниже поверхности Земли, фиксируя температуры на глубине, а не температуру океана над ними. Это навело на мысль, что соотношения изотопов кислорода могут зависеть от теплового потока из недр Земли.

«Наши расчёты показывают, что при более высоком тепловом потоке доля кислорода-16 (¹⁶O) становится выше, потому что перекристаллизация происходит при более высоких температурах», — говорит младший профессор Михаэль Татцель из Центра геонаук Гёттингенского университета. Это решает загадку высокого содержания лёгкого изотопа в древних кремнях: тепловой поток на ранней Земле был примерно вдвое выше современных значений.

Полученные данные означают, что изотопно-лёгкие архейские кремни указывают на умеренно-тёплый климат ранней Земли, что крайне важно для понимания эволюции жизни. «Кремни явно не являются точными регистраторами температур морской воды в прошлом. Наши выводы означают, что нам нужно совершенно по-новому интерпретировать изотопы кислорода в кремнях», — заключает Татцель.