Тектоника в тропиках запускает ледниковые периоды Земли, показало исследование

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) и Калифорнийских университетов в Санта-Барбаре и Беркли установили вероятный триггер трех крупнейших ледниковых периодов за последние 540 миллионов лет. Согласно исследованию, опубликованному в Science, каждому оледенению предшествовали масштабные столкновения островных дуг с континентами («арк-континентальные коллизии») в тропических широтах.

Эти тектонические столкновения, при которых океанические плиты надвигались на континентальные, обнажали десятки тысяч километров океанической породы (офиолитов) в условиях жаркого и влажного экваториального климата. Это запускало химическое выветривание: кальций и магний в породах вступали в реакцию с атмосферным CO₂, связывая его в карбонаты (например, в известняк). Процесс, происходивший на площади в миллионы квадратных километров, в течение миллионов лет удалял из атмосферы достаточное количество углекислого газа, чтобы вызвать глобальное похолодание и начало ледникового периода.

«Мы считаем, что арк-континентальные коллизии в низких широтах — это триггер глобального похолодания», — говорит соавтор работы Оливер Ягуц из MIT. — Это может происходить на площади 1–5 миллионов квадратных километров. В реальности это очень тонкая полоска Земли, но находящаяся в нужном месте, она может изменить глобальный климат».

Исследователи реконструировали движение всех основных шовных зон (sutures) — зон столкновения плит — за последние 540 миллионов лет. Они обнаружили три периода, когда в тропиках формировались протяженные (около 10 000 км) шовные зоны. Каждый из этих периодов точно совпал с одним из трех крупных оледенений: позднего ордовика (455–440 млн лет назад), пермо-карбона (335–280 млн лет назад) и кайнозоя (35 млн лет назад — настоящее время). При этом ледниковых периодов не было, когда крупные шовные зоны формировались за пределами тропиков.

Интересно, что этот же процесс, по мнению ученых, приводил к завершению оледенений. Со временем обнаженная порода, способная поглощать CO₂, выветривалась и замещалась новой, менее реакционноспособной. «Мы показали, что этот процесс может запускать и завершать оледенение», — отмечает Ягуц.

Сегодня активная шовная зона протяженностью около 10 000 км существует в тропиках Индонезии и, возможно, ответственна за текущий ледниковый период Земли. Хотя некоторые предлагают использовать ускоренное выветривание офиолитов для борьбы с антропогенными выбросами CO₂, Ягуц скептически оценивает эффективность этого на человеческих временных масштабах: «Земля делает это в медленном геологическом процессе... Он не навредит нам и не спасет нас».