Великобритания перестала быть частью "единой" Европы примерно 450 тысяч лет назад, когда воды гигантского ледникового озера, существовавшего на месте Дуврского пролива, прорвали узкий мостик суши, соединявший Британию и Францию, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Уничтожение этой полоски суши, соединявший Дувр и Кале в прошлом, было одним из самых важных событий в истории Британии, которое оказывает огромное влияние на формирование британской нации даже сегодня. Когда ледниковый период кончился, и уровень моря вырос, эта долина была окончательно затоплена, и Британия потеряла связь с материком. Это событие было Брекзитом 1.0, за который никто не голосовал", — рассказывает Санджив Гупта (Sanjeev Gupta) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).

Геологический сепаратизм

Как рассказывают Гупта и его коллеги, история этого открытия тянется еще с середины 1960 годов, когда геологи, инженеры и рабочие из Франции и Англии начали готовиться к постройке тоннеля под Ла-Маншем, соединившим островную нацию и "большую Европу" только в 1994 году из-за политических разногласий между нациями.

Когда ученые получили первые радарные снимки дна Ла-Манша, они обнаружили множество странных выбоин глубиной в 100 метров, заполненных щебнем и песком, которые вынудили их проложить достаточно извилистый маршрут по дну Дуврского пролива. Эти подводные "ямы" и ряд других структур, найденных на дне Ла-Манша впоследствии, заставил ученых подозревать, что британский Дувр и французский Кале в далеком прошлом мог соединять вполне реальный сухопутный "мост", разрушившийся  по тогда неизвестным причинам.

Гупта и его коллеги раскрыли историю разрушения этого "моста", не менее драматичную, чем настоящий Брекзит 2016 года, составив трехмерные карты дна Дуврского пролива  и изучив структуру пород на берегах Франции и Британии в тех местах, где они нашли его останки.

Как рассказывают ученые, Британия отделилась от Европы в два этапа примерно 450 тысяч лет назад, когда большую часть территории будущего острова покрывали ледники.

В южной его оконечности, где сейчас находится Дуврский пролив, существовало гигантское озеро из талой воды, отделенное от вод Атлантического океана достаточно тонкой "дамбой". Она представляла собой горную гряду из мягких известняковых горных пород, очень похожих на те, которые сегодня складывают знаменитые белые скалы Дувра.

Подтачивая основы

В определенный период времени озеро было переполнено, и его воды начали падать вниз по склонам этих гор в виде гигантских водопадов. По мнению Гупты и его коллег, стометровые "ямы", открытые строителями тоннеля через Ла-Манш, являются последними и пока единственными следами существования этих потоков воды, падавших с огромной скоростью и силой вниз.

Эти водопады подтачивали основание этих гор, и в определенный момент времени скалы не выдержали давления и были прорваны, в результате чего возник гигантский потоп, затопивший долины, находившиеся в то время на дне будущего пролива. При этом геология Дуврского пролива указывает на то, что стенки озера были разрушены лишь частично, и вода продолжала накапливаться в его пределах в последующие годы.

После этого произошло еще одно катастрофическое событие, которое привело к полному разрушению сухопутного "мостика" между Британией и Францией. Следами этого процесса оказались, как заявляют геологи, гигантские выбоины-каналы на дне Ла-Манша, тянущиеся примерно на 20 километров к западу от следов водопадов.

Что именно вызвало этот коллапс, ученые пока не знают – его причиной мог послужить как второй "потоп", так и землетрясения, периодически возникающие в этой части Европы. В ближайшее время команда Гупты планирует взять пробы пород из разных точек бывшего "моста" для уточнения хронологии его уничтожения и определения того, что именно вынудило Британию совершить первый "Брекзит".

Источник: РИА Новости

Замедление круговорота течений в мировом океане и связанное с этим повышение его способности вбирать в себя углекислоту могло послужить одной из основных причин наступления последнего ледникового периода, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Во время этого периода огромные массы углерода попадали с поверхности океана на его дно в результате смерти планктона и других живых организмов, тонувших и растворявшихся в нижних слоях воды. Там этот углерод был заточен на протяжении многих тысяч лет из-за медленного круговорота течений", — заявила Эмма Фримэн (Emma Freeman) из Кембриджского университета   (Великобритания).

Фримэн и ее коллеги пришли к такому выводу,  изучая ископаемую "климатическую летопись" – залежи панцирей микроскопических водорослей-фораминифер, чьи останки накапливались на дне Атлантического океана на протяжении нескольких десятков тысяч лет.

Как объясняют ученые, скорость движения вод мирового океана отражается в том, как быстро останки планктона и других организмов накапливается на его дне, а также она влияет на доли различных изотопов в останках этих животных и в окружающей их воде и почве, к примеру, углерода и редкоземельного металла неодима.

Замеряя доли углерода на разных глубинах и в разных участках дна Аталантики, где залегают останки фораминифер времен ледникового периода, авторы статьи составили карту движения глубинных течений в океане 20-50 тысяч лет назад.

Эта карта показала, что в то время вода на большой глубине двигалась крайне медленно, в разы медленнее, чем сегодня. Схожая картина была получена другой группой климатологов, проводивших аналогичное исследование, но с использованием неодима.

Медленное движение воды в то время может объяснять то, почему на Земле наступил ледниковый период – низкая скорость движения "конвейера течений" говорит о том, что больше органики осаждалось на дне моря, что понижало уровень СО₂ в атмосфере и снижало силу парникового эффекта.

Пока ученые не понимают, почему произошло это замедление в круговороте течений и как скорость их движения впоследствии восстановилась. Сейчас Фримэн и ее коллеги пытаются понять это, изучая другие океанические отложения.

Источник: РИА Новости

Столкновение Индии и будущей Евразии, произошедшее примерно 50 миллионов лет назад, было причиной наступления последнего периода оледенения в истории Земли, заявляют геологи из MIT, опубликовавшие статью в журнале PNAS.

"Никто не сомневается в том, что тектоника управляет климатом, если смотреть на этот процесс с высоты в несколько десятков или сотен миллионов лет, но мы не знали, как мы можем увязать климат и геологию друг с другом и доказать, что это так. Мне кажется, теперь у нас есть первая в истории возможность связать масштабные тектонические изменения с тем, как менялся климат Земли", — заявил Оливер Ягоутц (Oliver Jagoutz) из Массачусетского технологического института в Бостоне (США).

Ягоутц и его коллеги полагают, что им удалось найти объяснение тому, почему примерно 50 миллионов лет назад, в начале эоцена, климат Земли резко поменял свою сущность, и наша планета перестала быть "миром-теплицей" с тропиками за полярным кругом и превратилась в наполовину оледеневший шар, которым она являлась в недавнем прошлом.

Причины этой трансформации Земли из "парника" в "ледник", которое ученые называют событием Азоллы, до сих пор не до конца ясны. Геологи знают, что примерно 49 миллионов лет назад доля СО₂ в атмосфере начала резко сокращаться, однако причина этого сокращения была предметом дискуссий – часть исследователей приписывала эту роль бурному росту водных папоротников из рода Azolla в Арктике и отложению их останков на дне, а другие считали, что в этом могли быть виноваты какие-то иные процессы, не связанные с биосферой.

Авторы статьи предложили теорию, которая объясняет наступление оледенения одной простой вещью – движением континентов и тем, что происходило с породами морского дна при их превращении в сушу в результате столкновения литосферных плит.

 Как объясняет Ягоутц, примерно 90 миллионов лет назад литосферная плита, находившаяся на дне моря Тетис, разделявшего Африку и Евразию, двигаясь на север, начала сталкиваться с соседней Евразийской плитой. Результатом этого стало появление целой цепочки вулканов, активно выбрасывавшей СО₂ в атмосферу. Эта углекислота стала основой "тепличного режима", которым наслаждались динозавры и флора мезозоя в меловом периоде.

 На этом движение Африканской плиты не остановилось, и через некоторое время, примерно 80-70 миллионов лет назад, ее морские породы вышли на сушу, в результате чего извержения прекратились, а на поверхности суши появились морские базальты и другие основные породы.

Эти породы, по словам ученых, обладают одним важным свойством – благодаря своей щелочной природе они хорошо поглощают СО₂ и тем самым понижают его долю в атмосфере. Благодаря этому рост СО₂ в атмосфере в конце мезозойской эры остановился.

Второе аналогичное событие произошло чуть позже, примерно 50 миллионов лет назад, когда Индия столкнулась с Евразийской плитой и ее морские породы стали сушей. Именно их выход на поверхность, как показывают расчеты Ягоутца и его коллег и данные раскопок, и послужил причиной того, почему климат Земли необратимым образом поменялся и на нашей планете наступил ледниковый период – в то время породы планеты поглощала в 10-20 раз больше СО₂, чем это делают они сегодня.

Как подчеркивают ученые, подобные "тектонические" изменения климата вряд ли играют какую-либо существенную роль в современном процессе роста глобальных температур. Тем не менее, их существование следует учитывать для объяснения различных аномалий, не укладывающихся в современные климатические модели.

Источник: РИА Новости

Британские ученые выяснили, что Земля 720-640 тысяч лет назад представляла собой не замороженный "снежок", как считают геологи сегодня, а была похожа Европу и Энцелад, спутники Юпитера и Сатурна с их подледными океанами и вулканами, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Так выглядела Земля 850 миллионов лет назадГипотеза "белой Земли", или Земли-"снежка" (snowball Earth) предполагает, что в один из периодов неопротерозойской эры, примерно 625-850 миллионов лет назад, планета "промерзла" вплоть до экватора. Существуют разные версии этой гипотезы — от "слякотной", по которой океан у экватора оттаивал, по крайней мере, на несколько месяцев в году, до "ледышки", когда льдом была покрыта абсолютно вся земная поверхность.

До настоящего времени ученые считали, что Земля вряд ли промерзла полностью, так как в таком случае даже массированных выбросов СО₂ и других парниковых газов не должно было хватить для того, чтобы растопить все льды. В пользу этого говорит то, что в некоторых регионах Земли можно найти типично "водные" отложения щелочных пород, сформировавшиеся в это время. Тем не менее, сам механизм поддержания океанов в жидком виде оставался неясным.

Том Гернон из университета Саутхемптона (Великобритания) и его коллеги выяснили, что на самом деле Земля была похожа не на "снежок", а была своеобразным аналогом "водных" лун Юпитера и Сатурна, воссоздав на компьютере одно из ключевых событий этой эпохи – разлом Родинии, первого суперконтинента в истории нашей планеты.

"Когда вулканические породы выбрасываются на поверхность дна океанов, они проходят цикл крайне быстрых и сильных химических изменений, которые сильно меняют биогеохимию океанических вод. Мы выяснили, что многие геологические и геохимические феномены, связанные с эпохой Земли-"снежка", хорошо укладываются в идею обильных извержений подводных вулканов на кромках срединно-океанических хребтов", — заявил ученый.

Команда Гернона проверила эту идею, создав компьютерную модель распада Родинии и связанных с этим извержений вулканов. Эти расчеты показали, что вулканы выбрасывали огромное количество тепла и целый ряд химических веществ, преобразовавших облик подледного океана Земли.

Взаимодействие выбрасываемых пород и воды приводило к осаждению и формированию огромного количества так называемых гиалокластитов – пород, содержащих большое количество ионов фосфора, кальция и целого ряда других щелочных металлов. Гиалокластиты нестабильны по своей химической природе. Они быстро превращаются в своеобразное "стекло", из которого вымываются все ионы, что делает окружающую воду более щелочной.

Парадоксальным образом, эти ионы мешали вулканам растапливать Землю, так как они служили своеобразным "буфером", поглощавшим большую часть углекислого газа, которые выбрасывались из недр планеты, и превращавшим их в отложения карбонатов на дне океана. Благодаря этому доля СО₂ в атмосфере росла медленно, и Земля провела в "ледниковом периоде" свыше 200 миллионов лет.

Подобное свойство – теплая и очень щелочная вода – делало древнюю Землю очень похожей на то, каким сегодня выглядит Энцелад, спутник Сатурна, чей подледный океан обладает аналогичными свойствами. Это в принципе позволяет использовать ископаемые данные с Земли и данные современных наблюдений для оценки пригодности таких океанов к жизни и условий в них.

Источник: РИА Новости

Геологи показали, что в середине мелового периода, когда по Земле разгуливали динозавры, произошло кратковременное похолодание, которое длилось около 6 млн лет и привело к возникновению льдов в Арктике.

Об этом говорится в статье канадских специалистов, опубликованной в журнале Geology.

Считается, что мезозойская эра и в особенности меловой период, начавшийся 145 млн лет назад и завершившийся 66 млн лет назад, были очень теплой эпохой. Из-за высокого содержания CO₂ в атмосфере Земля представляла собой настоящий «парник», так что на ее полюсах не было ледяных шапок, как в наши дни.

Авторы статьи показали, что этот взгляд не совсем справедлив. К такому выводу они пришли, поработав на острове Аксель-Хейберг, который входит в состав Канадского Арктического архипелага. На протяжении двух экспедиций ученые собрали более 1700 образцов породы, относящейся к середине мелового периода (аптский и альбский ярусы).

Выяснилось, что в интервале 118-112 млн лет в этом регионе образовывались многочисленные глендониты. Так называется разновидность кальцита, которая под действием низких температур образуется на минерале икаит. Иногда глендониты по форме напоминают шипы - обычно они возникают в температурном диапазоне от 0 до -7 градусов Цельсия.

Ранее было установлено, что в конце апта- начале альба поверхностная температура субтропической части Атлантического океана опускалась до -4 градусов, а нанопланктонные организмы Repagulum parvidentatum, характерные для холодных вод, заходили в более низкие широты. Образование глендонитов по времени совпадает с этими событиями.

Как считают геологи, данные факты доказывают - в середине мелового периода Земля пережила резкое похолодание, так что на ее полюсах ненадолго могли появиться льды.

Источник: infox.ru

Учёные из Чикагского университета (University of Chicago) представили новое исследование, свидетельствующее в пользу так называемой Земли-снежка (Snowball Earth) – предполагаемого глобального оледенения, действовавшего на планете примерно 650-750 миллионов лет назад.

Красными точками показаны места находок формаций, свидетельствующих об оледенении, чей возраст соответствует предполагаемому периоду "Snowball Earth". Как видно, они встречаются по всему миру (иллюстрация New Scientist) Новый эксперимент геологов должен был дать ответ на главный вопрос, возникающий у её противников: каким образом планета потом оттаяла, ведь снежно-ледяной покров хорошо отражает лучи, ещё больше усиливая охлаждение?

Диаграмма, демонстрирующая схему движения морских ледников в эпоху "Snowball Earth", в итоге приведшего к накоплению пыли на значительной части поверхности планеты. Ранее оттепель объясняли появлением в атмосфере большого количества углекислого газа от вулканов. Однако последние исследования показывают, что уровень СО₂ в то время составлял лишь десятую часть от требуемого для растапливания льда количества (иллюстрация Goodman, Pierrehumbert/Chicago University)Дориан Эббот (Dorian Abbot) и Реймонд Пьергумберт (Raymond Pierrehumbert) использовали климатическое моделирование, чтобы изучить влияние пыли, попадавшей в атмосферу в результате вулканических извержений и выветривания горных пород.

Они обнаружили, что поверхность Земли в то время достаточно быстро загрязнялась, особенно в тех регионах, где редко выпадал снег. Её отражающие свойства при этом настолько сильно изменялись, что огромные участки планеты могли поглощать солнечный свет и постепенно растапливать лёд.

   Таким образом, утверждают учёные, загадка оттепели может быть легко решена, если признать, что наша планета была скорее "грязевым комком", нежели "снежком". Эту гипотезу геологи намереваются проверить, поискав ископаемую пыль в отложениях того периода. Статья чикагских специалистов опубликована в Journal of Geophysical Research – Atmospheres, а прочесть её можно здесь (PDF-документ). 

Источник: MEMBRANA

В истории Земли было несколько периодов оледенения. Ледники медленно накатывались с севера, покрывая многометровой толщей почти все Северное полушарие. Потом льды внезапно таяли, но после непродолжительного потепления наступали вновь. По последним данным, резкие похолодания и потепления на нашей планете происходили из-за изменения параметров орбиты. Но оказывается, что такие изменения климата происходили не только из-за астрономических факторов. Профессор университета Миннесоты (Миннеаполис) Ларри Эдвардс, изучая сталагмиты и кораллы, выяснил, что существенное влияние на климат планеты и в те древние времена оказывал углекислый газ.

Ученые нашли одну из причин резких изменений климата на Земле По самой распространенной в современной геологии теории в истории планеты было четыре масштабных оледенения.

Последнее оледенение началось примерно 110 тыс. лет назад и закончилось 12 тыс. лет назад. За эти 100 тыс. лет произошло несколько максимумов увеличения ледников. Последний ледяной максимум произошел около 20 тыс. лет назад. Льды прочным панцирем накрыли большую часть Северной Америки, Скандинавию, север Европы и Восточно-Европейскую равнину, а также Альпы и Гималаи и южные районы Южной Америки и Австралии. Уровень океана при этом был тогда на 120--135 м ниже сегодняшнего.

В самом конце последнего ледникового периода, несмотря на рост температур, произошли два сильных «мороза»: древний дриас (14 700--13 400 лет назад) превратил почти всю Европу в тундру и после короткого потепления -- «молодой дриас» (12 800--11 500 лет назад) в течение считанных месяцев надолго заковал Европу в лед.

Почему оледенение было не одно, а несколько? Объяснений этого феномена великое множество. В 1864 году мастер на все руки и физик-самоучка шотландец Джеймс Кролл предположил, что регулярные изменения параметров орбиты Земли меняли количество солнечного света, попадавшего на нее в разные времена года. Чем меньше солнечного тепла было зимой, тем больше скапливалось снега. Который превращался в лед. Чем больше становились ледниковые покровы, тем Земля больше отражала света и тепла. Шотландец предполагал, что существовали и другие факторы, влияющие на климат, например, изменения океанических течений.

Хотя со временем стало ясно, что Кролл ошибался в датировании ледниковых периодов, его орбитальную теорию возродил в начале XX века сербский инженер-строитель Милутин Миланкович. Он в отличие от шотландского физика решил определить, как изменения орбиты влияли на количество солнечной энергии, получаемой Землей в северных широтах только не зимой, а летом. Он пришел к выводу, что более холодные зимы не оказывали существенного влияния на рост ледниковых покровов в отличие от более холодных летних периодов. Если выпавший зимой снег не таял летом, то это приводило к росту ледников. Когда же летом было много солнечного света и тепла, ледники уменьшались.

Миланкович провел не одно десятилетие за расчетами, при помощи которых он хотел установить воздействие на климат трех эффектов: прецессии (поворот земной оси под действием Луны, с периодом около 25 750 лет); нутации (вековых колебаний угла наклона земной оси к плоскости орбиты с периодом около 41 тыс. лет) и долгопериодических колебаний эксцентриситета планеты (отличие эллиптической орбиты от круговой) с периодом около 93 тыс. лет.

На труды Милутина Миланковича почти не обращали внимание до 60--70-х годов прошлого века, когда ученые задались целью установить точные временные рамки оледенений при помощи изотопов, содержащихся в морских отложениях. Вода, имеющая в своем составе более легкую разновидность кислорода, испаряется легче воды с более тяжелым изотопом. Значит, когда огромные объемы снега попадали в ледники, содержание тяжелого О-18 по отношению к более легкому О-16 в морской воде повышалось. Замеры изотопов в морских отложениях показали, что ледниковых периодов в истории планеты было не четыре, а десятки. Более того, наступление и отступление ледников обычно совпадало с изменениями орбиты. Это открытие, казалось, доказывает правильность теории Миланковича.

Но не все так просто. Сейчас известно, что ледяные покровы начали появляться около 30 млн лет назад по мере того, как снижался уровень двуокиси углерода. Примерно 2,5 млн лет назад, когда стало еще прохладнее, возник удивительный цикл, в ходе которого огромные ледники начали медленно расползаться по всему Северному полушарию.

Сначала эти оледенения были относительно небольшими по масштабам и происходили примерно каждые 41 тыс. лет, т.е. совпадали с изменениями в наклоне оси Земли. Однако немногим менее 1 млн лет назад этот ритм изменился -- началась серия более сильных ледниковых периодов, которые длились по 100 тыс. лет. Это очень удивительно, потому что, хотя параметры орбиты Земли изменились совсем незначительно с периодами 95 тыс. и 125 тыс. лет, эти изменения оказывали куда более слабое влияние на климат по сравнению с другими орбитальными циклами.

Почему в результате незначительных изменений солнечной активности летом начались более сильные оледенения? Этот вопрос заставил ряд ученых искать альтернативу главной орбитальной теории. Было предложено немало объяснений. В соответствии с одной из них наша Земля временами проходит через межпланетные облака пыли, которые задерживают солнечные лучи. Другое объяснение -- изменение активности Солнца.

Исследования образцов льда из Антарктиды, однако, указывали на другую причину. Они свидетельствовали о сильной корреляции между температурой воздуха и содержанием парниковых газов в атмосфере. Прежде всего углекислого газа. Эта зависимость давала частичный ответ на загадку 100-тысячелетних циклов: небольшие изменения солнечной активности могли многократно усиливаться за счет увеличения содержания углекислого газа. С другой стороны, в датировке этих событий была такая путаница, что говорить о том, какое событие было причиной, а какое -- следствием, крайне трудно.

Для того чтобы понять, что же произошло на самом деле, требовались точные данные, особенно в датировке окончаний ледниковых периодов. Ларри Эдвардс, занимавшийся этим вопросом четверть века, уверен, что, хотя образцы льда с морскими отложениями и фиксируют последовательность событий, точно датировать их крайне трудно.

Тогда Эдвардс решил исследовать кораллы. Поскольку они растут на мелководье, они могут рассказать, как в ледниковые периоды поднимался и опускался уровень воды в океане.

Ларри Эдвардс с коллегами обнаружил резкие подъемы уровня моря во время окончания двух последних ледниковых периодов, но ученые не смогли определить даты более ранних оледенений, потому что не сумели найти чистые образцы более древних кораллов. В середине 90-х годов прошлого века профессор Эдвардс решил исследовать еще один вид известняковых «часов» -- сталагмиты. Эти минеральные образования растут десятки тысяч лет по мере того, как капли воды, насыщенные карбонатом кальция, испаряются. Так же, как в случае с кораллами, каждый слой сталагмитов можно точно датировать по соотношению содержания урана и тория.

Дело оставалось за малым -- найти пещеры, в которых бы имелись как можно более древние и хорошо сохранившиеся сталагмиты. На помощь пришел случай. В 1993 году китайский мальчишка, играя в футбол недалеко от Нанкина, провалился как раз в такую пещеру. В пещере, названной Хулу, кроме двух скелетов доисторических людей, оказались и нужные сталагмиты.

В сталагмитах также, как и в морских отложениях, сохраняются изотопы кислорода, по которым можно получить представление об объемах выпавшей на землю воде. Профессор Нанкинского университета Йонжин Ван датировал находки в пещере Хулу. Полученные данные говорили о том, что на момент окончания четырех последних оледенений интенсивность дождей была невысокая. Скорее всего таяние льдов повлияло на циркуляцию воды в океанах и вызвало очень глубокие изменения в климате в региональном масштабе. Кроме этого, изучая сталагмиты, стало возможным определить точную датировку всех событий, произошедших во время окончания четырех последних ледниковых периодов.

В каждом из этих периодов количество солнечной энергии имело несколько пиков и спадов вследствие объединенного воздействия всех орбитальных изменений. Эти колебания постепенно затухают и после четырех-пяти циклов, когда кривая солнечной энергии начинает вновь идти вверх, после чего оледенение заканчивается. Такая закономерность наблюдается в окончаниях всех четырех последних ледниковых периодов. Все дело, оказывается, в том, что ледники очень чувствительны к изменениям инсоляции.

Ответ найден? Как бы не так! Если для таяния льдов достаточно относительно небольшого увеличения солнечной энергии, то почему таяние происходило не каждый раз, когда Солнце становилось активнее, т.е. во время первого же пика, а ледники начинали активно таять лишь после четвертого или пятого колебания?

Ответ кроется в пикообразном графике оледенений. В целом ледяной покров растет в течение всего ледникового периода и достигает максимального размера перед самым его окончанием. Это позволяет предположить, что дело в гигантских размерах ледников. Чем больше становятся ледники, тем они становятся тяжелее и глубже продавливают континентальную кору. По мере проседания коры большая часть ледника оказывается ниже уровня моря. Лед же, лежащий на дне морей и океанов, как сейчас в Западной Антарктиде, намного уязвимее во время потепления.

Исследование Ларри Эдвардса также показало, что содержание углекислого газа начинало расти одновременно с таянием ледников и ускоряло этот процесс. Хотя раньше считалось, что уровень углекислого газа увеличивался за тысячи лет до потепления.

Таяние такого количества льда могло изменить циркуляцию океана. Когда начали таять льды Лорентид, огромного ледника, покрывавшего почти всю Северную Америку, громадные объемы воды и льда хлынули в Северную Атлантику. Пресная вода уменьшала плотность поверхностного слоя, не давая ему погружаться на глубину, и таким образом остановила циркуляцию воды Атлантики, изменив направления океанических течений.

Вследствие этого менялось перераспределение тепловой энергии на планете. Если на север переносится меньше тепла, то южные океаны стали нагреваться сильнее. Поскольку углекислый газ хуже растворяется в теплой воде, то этот газ стал насыщать атмосферу.

Итак, льды росли в размерах до тех пор, пока не достигали предела прочности и стабильности. В тот момент любое, даже самое незначительное увеличение количества солнечной энергии было способно вызвать их таяние. По мере таяния льдов еще больше пресной воды попадало в Атлантику, прекращалась циркуляция воды в океане, и происходило еще большее насыщение атмосферы углекислым газом. Увеличение количества солнечной энергии и изменение температуры вследствие изменения концентрации углекислого газа приводило к тому, что лед таял очень быстро, в течение нескольких тысяч лет.

Теория Ларри Эдвардса звучит вполне логично, но в ней тоже пока много необъясненного. Самая большая загадка -- образцы кораллов с Таити. Если ученые правильно определили их возраст, то уровень моря начал подниматься на несколько тысяч лет раньше датируемого китайской пещерой окончания ледникового периода (приблизительно 130 тыс. лет назад).

Эта и другие нестыковки дали основание некоторым ученым предположить, что открытия, связанные с оледенениями, еще не закончились. Ученые, например, слишком сильно увлеклись северными широтами (выше 65 сев. широты), но ведь на климат могут влиять и другие способы перераспределения солнечной энергии, которые могли происходить и в тропиках, и в Южном полушарии.

Еще одна загадка -- почему продолжительность климатических циклов неожиданно выросла с 41 тыс. лет до 100 тыс. лет. Возможно, это связано с общей причиной оледенений -- постепенно уменьшающимся содержанием углекислого газа в атмосфере. В самом начале ледникового периода климат мог быть еще достаточно теплым, и дополнительной солнечной энергии могло хватать для того, чтобы растапливать лед каждый раз, когда наклон земной оси достигал максимального значения. По мере падения содержания двуокиси углерода в атмосфере и понижения температуры, возможно, наступал тот предел, за которым только изменение наклона оси уже было недостаточно для того, чтобы растопить весь лед. Оледенения начали «перескакивать» через один-два цикла, т.е. лед таял лишь тогда, когда его становилось очень много.

Источник: Время новостей

Примерно с 750 до 650 миллионов лет назад разбалансированный механизм климата сделал нашу планету такой, как на этой картинке. Удивительно, что жизнь ухитрилась тогда не прерваться (иллюстрация с сайта physicsworld.com)  Примерно 700 миллионов лет назад, когда глобальное оледенение было настолько мощным, что льды доходили до экватора, в океане оставались свободными небольшие районы. Ключ к выживанию биосферы в один из самых критических для неё моментов обнаружили учёные из Британии и Австралии.

Структуры типа HCS возникают на морском дне, когда над ним регулярно проходят крупные волны. Открытие означает, что в некоторых районах планеты даже в стертовское оледенение существовала не занятая льдами вода.

По мнению авторов статьи, вышедшей в журнале Geology, такие участки были оазисами, которые помогли биосфере пережить тяжёлый период. Хотя значительная часть жизни тогда была уничтожена, часть организмов перенесла и холод, и длительное заточение под мощным льдом, чтобы позже прийти к новому всплеску эволюции.

Как сообщает BBC, эта находка является важным кусочком мозаики в гипотезе "Земли-снежка" (Snowball Earth), получившей не так давно прямое подтверждение. Здесь ещё не до конца понятны причины столь сильного оледенения планеты, хотя учёные уже выяснили ряд интересных деталей последующего оттаивания.

О том, как жизнь могла сохраниться в течение эпох даже без света, рассказали необычный эксперимент с фототрофами и открытие древних бактерий в кровавом водопаде. Теперь же выясняется, что даже в самые суровые моменты криогения кое-где в океане оставались участки, дававшие микроорганизмам доступ к солнечным лучам и кислороду.

Источник: MEMBRANA

Около 450 млн лет назад, в конце ордовикского периода, Земля пережила второе по своим масштабам массовое вымирание: исчезло более 75% морских видов. Точная причина катастрофы неизвестна, но Сет Финнеган из Калифорнийского технологического института (США) и его коллеги обнаружили новые свидетельства в пользу того, что это событие было связано с охлаждением климата.

Канадский остров Антикости, на осадочных породах которого (в числе прочих) учёные основывали своё исследование. (Фото junksnowgirl.) В то время, напомним, Северная Америка находилась на экваторе, а основная часть остальной суши составляла суперконтинент Гондвану, простиравшийся от экватора до Южного полюса.

С помощью нового метода измерения древних колебаний температуры исследователи смогли найти намёки на сроки и масштабы оледенения и его влияния на температуру океана в районе экватора.

То, что вымирание произошло во время ледникового периода, когда огромные ледники покрыли бóльшую часть территории, являющейся ныне Африкой и Южной Америкой, сильно осложняет оценку роли климата. Очень трудно провести различие между изменениями температуры и размеров континентального ледяного щита. Оба фактора могли вызвать массовое вымирание: снижение температуры воды несовместимо с привычками многих видов, а замораживание больших объёмов воды осушает океаны.

Обычный метод определения древней температуры предполагает измерение соотношения изотопов кислорода в минералах, содержащихся в морских осадочных породах. Соотношение зависит от температуры и концентрации изотопов в океане, поэтому узнать о температуре можно только в том случае, если известна концентрация изотопов. Но ледники преимущественно захватывают один из изотопов, что снижает его концентрацию в океане. Никто не знает, насколько большими были древние ледники, и концентрацию изотопов определить чрезвычайно трудно. Поэтому до сих пор не существовало надёжного способа узнать температуру воды во время ледниковых периодов позднего ордовика.

В лаборатории Джона Эйлера был разработан новый метод, которому не нужны изотопы кислорода в морских отложениях. Он позволяет измерять древнюю температуру по скоплению тяжёлых изотопов в окаменелостях: повышенные температуры заставляют изотопы связываться несколько хаотично, в то время как низкие температуры приводят к более упорядоченной агрегации.

В результате удалось показать, что с массовым вымиранием совпало ускорение климатических изменений. За сравнительно короткий период температура поверхностных вод в тропиках снизилась на 5 ˚C, а объём ледников Гондваны достиг 150 млн км³ (больше, чем размеры ледников, покрывавших Антарктиду и значительную часть Северного полушария во времена последнего ледникового периода 20 тыс. лет назад).

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В промежутке между двумя мощными оледенениями в морях обитали одноклеточные организмы. Они спасались от холода и хищников при помощи раковины-панциря. Ученые считают, что эти организмы были похожи на современных раковинных амеб.

Панцирный одноклеточный организм    В конце неопротерозойской эры нашу планету полностью покрывали льды. Эта гипотеза носит красивое название «Земля-снежок». Считается, что это оледенение пережили совсем немногие виды. Например, практически все достаточно сложно организованные (имеющие ядро и оболочку) водоросли, к сожалению, исчезли. Но когда лед растаял, произошел настоящий взрыв жизни. Именно тогда появились самые необычные животные, которых когда-либо создавала природа, – представители эдиакарской фауны. Палеоклиматические данные говорят о том, что глобальное оледенение разделялось на два периода – Мариноанское и Стуртианское оледенения. В промежутке между ними произошло небольшое потепление, и лед, по-видимому, стал немного таять.

Одноклеточные с панцирем

    Группе ученых под руководством доктора Тани Босак (Tanja Bosak) из Массачусетского технологического института удалось обнаружить ископаемые останки удивительных одноклеточных организмов, которые появились как раз в эпоху этого потепления между двумя оледенениями примерно 710 млн. лет назад. «Мы достаточно хорошо знаем, что происходило до глобального оледенения, но вот о том, что происходило в период между Мариноанским и Стуртианским оледенением –данных очень мало», -- говорит Босак.

    Ученым удалось найти раковины одноклеточных организмов в отложениях на севере Намибии и Монголии. При помощи электронного микроскопа они рассмотрели их строение. Если в отложениях из Намибии преобладали круглые раковины, то монгольские отличались более вытянутой формой. Как объясняет Босак, каждая раковина имела отверстие (устье) для ложноножки, с помощью которой одноклеточные передвигались.

Амебы строили раковину

    С помощью рентгеноспектрального анализа ученые выяснили состав раковин. «Толщина этих раковин не превышала десяти микрон, они состояли из глинистых минералов разного размера и возраста. Это свидетельство того, что одноклеточные строили раковины из частиц, которые свободно плавали в воде, и скрепляли их выделениями цитоплазмы», -- пишут авторы. По-видимому, раковины защищали одноклеточных от многих неприятностей, например, холодной температуры и хищников.

Источник:  Infox.ru

Возможно, вы уже видели графики , составленные благодаря кернам антарктического льда, — своего рода кардиограммы ледниковых периодов. Если да, то, скорее всего, вы отметили их циклический характер: примерно сто тысяч лет оледенения, затем относительно короткое межледниковье, и вновь постепенное охлаждение охватывает планету. Причина — в небольших и ритмичных колебаниях орбиты Земли, которые изменяют количество солнечного света, получаемого нашим домом.

Шельфовый ледник Ларсена у побережья Антарктического полуострова (фото Jim Yungel / NASA)Климатологи, однако, давно заметили ряд странностей на этих графиках. Почему именно сто тысяч лет? Действительно, есть орбитальный цикл, занимающий столько времени, но есть и другие: один укладывается примерно в 20 тыс. лет, ещё один — в 41 тыс. И потом, стотысячелетний цикл на самом деле меняет положение дел меньше остальных. Так почему именно он управляет биением ледяного сердца Земли?

Предложено немало хороших ответов на этот вопрос, но возникает другая тайна. Стоит взглянуть на миллион лет в прошлое, и кардиограмма меняется . Нормой становится цикл в 41 тыс. лет. Здесь тоже есть несколько гипотез, но проверить их было затруднительно за недостатком данных.

Кое-какие пробелы удалось восполнить новому исследованию, проведённому сотрудниками Кембриджского университета (Великобритания). Они реконструировали 1,5 млн лет истории климата, записанных в морских отложениях у восточного побережья Новой Зеландии. Как принято в таких случаях, учёные измерили состав изотопов кислорода в карбонатных оболочках одноклеточных фораминифер .

Дело осложняется тем, что изотопы кислорода в этих «раковинах» откликаются на различные факторы. С одной стороны, соотношение изотопов в океане меняется в связи с замерзанием воды в континентальных ледниковых щитах и понижением уровня моря. С другой — температура морской воды тоже влияет на химический состав оболочки фораминифер.По старым данным, ледниковые циклы внезапно изменились около 400 тыс. лет назад. Новое исследование говорит о том, что это произошло 900 тыс. лет назад. (Изображение Wikimedia Commons.)

Чтобы разобраться в этой путанице, обычно ищут такой «датчик», который фиксировал бы только температуру. Здесь в этой роли выступило отношение магния к кальцию (магний может занимать место кальция в карбонатных оболочках). Если вычесть сигналы, относящиеся к изменениям температуры, останутся только данные об объёме льда.

Метод не нов, но его едва ли не впервые удалось применить к тем ледниковым циклам, которые охватывали 41 тыс. лет, а не 100 тыс. Предыдущие исследования, которые не могли отличить воздействие температурных изменений от снижения уровня моря, говорили о том, что переход осуществлялся постепенно: на протяжении 500 тыс. лет периоды оледенения становились всё более холодными. А по новым данным, произошёл внезапный скачок объёма льда, достигший максимума около 900 тыс. лет назад. Вот с тех пор ледниковые периоды придерживаются стотысячелетнего цикла.

В этом и кроется объяснение перехода на новый режим. Достигая определённого размера, ледяные покровы становятся более устойчивыми, поскольку вершины ледников оказываются на большой высоте, где температура ниже, чем на поверхности планеты. Именно поэтому ледниковый щит способен выдержать те орбитальные толчки к потеплению, которые характерны для цикла в 41 тыс. лет.

Предыдущие исследования в основном концентрировались на Северной Атлантике. Поскольку новые данные отличаются от прежних результатов, имеет смысл предполагать, что антарктический ледяной покров не шёл в ногу с Северным полушарием.

И есть все основания думать, что именно Антарктика «переключила» Землю. В Южном полушарии рост количества входящего солнечного излучения в конце оказавшегося последним 41-тысячелетнего периода был очень слабым, что позволило льду Антарктики избежать обычного таяния, а затем вырасти до нового максимума.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science .

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Первые растения, заселившие сушу, не просто оживили серый доисторический пейзаж. Они резко ускорили естественный распад обнажённых пород и выкачали столько диоксида углерода из атмосферы, что климату оставалось лишь скатиться в обширный ледниковый период.

Около 455 млн лет назад оледенение, возможно, вызвали растения, подобные этим современным мхам. (Фото Michael Lüth / USDA.)Около 460 млн лет назад атмосферная концентрация СО₂ была в 14–22 раза выше сегодняшней, а среднемировая температура — примерно на 5 ˚С (Солнце в то время светило на 6% слабее, поэтому парниковые газы не имели нынешнего эффекта). Климатические модели показывают, что сильное оледенение в ту эпоху могло произойти только в том случае, если уровень СО₂ снизился где-то в восемь раз. Именно это и обнаружил Тим Лентон из Эксетерского университета (Великобритания).

Около 455 млн лет назад на Земле начался период, продолжавшийся примерно 10 млн лет, в течение которого планета пережила два больших оледенения. В то время суперконтинент Гондвана находился в районе Южного полюса — там или примерно там, где сейчас Антарктида. В самый разгар оледенения основная часть суперконтинента, в том числе области, которые сейчас составляют Африку и Южную Америку, были покрыты льдом. Это, возможно, сыграло большую роль в массовом вымирании видов, которые перед этим процветали в мелководных морях, омывавших сушу.

Учёных уже давно удивляют те морозы. Химическое выветривание силикатных пород (то есть реакции, протекающие между обнажениями пород и кислыми дождями или кислородом, а также другими атмосферными газами) чересчур медленно выводило углекислый газ из атмосферы. Нынешние геохимические модели показывают, что этот процесс не объясняет два внезапных оледенения.

Г-н Лентон и его коллеги предполагают, что причина — в эволюции сухопутных растений, и у них есть тому лабораторное подтверждение. Учёные поместили образцы гранита и андезита — обыкновенных силикатных пород, охлаждённых из расплавленного материала, — в герметичные сосуды вместе с современными видами мха и оставили на 130 дней. Считается, что мхи похожи на первые сухопутные растения, поскольку не имеют так называемых сосудистых тканей, отвечающих за циркуляцию воды по всему организму. Такие бессосудистые растения могли существовать лишь во влажной среде. В другой набор ёмкостей были помещены только породы и вода.

Наличие мха увеличило выветривание кальция из андезитов в 3,6 раза, а магния — в 5,4. Исследователи ввели эти цифры в модели, которые предполагали, что сухопутные растения покрывали более 15% земной поверхности (приблизительно столько занимают сегодня водно-болотные угодья, которые прекрасно подходят мху). Получилось, что за 15 млн лет (475–460 млн лет назад) уровень CO₂ должен был упасть примерно в 8,4 раза. Этого достаточно для сильного оледенения.

    В лабораторных экспериментах мох также увеличил скорость выветривания железа и фосфора из гранита — в 60 и 170 раз соответственно. Поступление этих питательных веществ должно было привести к усилению роста растений на суше, хотя значительная часть этих веществ, скорее всего, оказалась в морях и была усвоена водорослями в мелкой воде. Это объясняет две другие геологические аномалии той эпохи — большое количество прибрежных сланцевых отложений, богатых органикой, и необычайно высокую долю углерода-13 в горных породах.

    Если первое из оледенений, вероятно, было вызвано бессосудистыми растениями вроде мхов и печёночников, то второй ледниковый период, который начался около 445 млн лет назад, возможно, стал результатом возникновения и распространения сосудистой флоры. Она не была ограничена влажной средой и могла выкачать углекислый газ из атмосферы ещё быстрее, появившись всего около 450 млн лет назад.

    Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Источник:  КОМПЬЛЕНТА