Древняя вода, запертая в породах, объясняет первый ледниковый период Земли

Крошечные пузырьки воды, обнаруженные в зернах кварца в Австралии, могут стать ключом к пониманию причин первого ледникового периода на Земле. Исследование, проведенное британскими и французскими учеными и опубликованное в журнале Nature, показало, что содержание изотопов древнего атмосферного газа аргона (Ar) в этих пузырьках сильно отличается от современного.

Полученные данные помогают объяснить, почему первый крупный ледниковый период наступил лишь 2.5 миллиарда лет назад, несмотря на то, что солнечное излучение в ранние годы формирования планеты было на 20% слабее. Ученые проанализировали соотношение двух изотопов аргона – ⁴⁰Ar (образующегося при распаде калия ⁴⁰K) и ³⁶Ar – и обнаружили, что оно было значительно ниже современных значений. Это указывает на постепенное высвобождение ⁴⁰Ar из пород и магмы в атмосферу на протяжении всей истории Земли.

Используя это соотношение, команда оценила рост континентальной коры и установила, что 3.5 миллиарда лет назад её объем уже был значительным – примерно половина от современного. Это ключевой фактор для углеродного цикла. Высокий уровень CO₂ в ранней атмосфере (порядка нескольких процентов) предотвращал замерзание планеты, но кислотное выветривание обширной континентальной коры могло эффективно удалять углекислый газ из атмосферы, снижая глобальную температуру и приводя к оледенению.

«Образцы воды происходят из региона Пилбара на северо-западе Австралии... Признаки эволюции Земли в далеком прошлом крайне скудны... Найти реальный образец древнего атмосферного аргона – это прорыв в понимании условий на Земле до существования жизни», – отметил ведущий автор исследования доктор Рэй Бёрджесс из Манчестерского университета.