Мариноанское оледенение
Протерозойское оледенение (также, от англ. Marinoan Glaciation — Мариноанское оледенение) — оледенение, произошедшее, на границе криогения и эдиакария (650—635 млн лет назад), было одним из сильнейших оледенений в истории Земли[1]. Второе из оледенений криогения (первое — стертское).
Палеомагнитные данные свидетельствуют, что в то время большая часть континентальных блоков земной коры были расположены в экваториальных широтах и почти на всех них найдены следы оледенения (на этом основана гипотеза глобального оледенения, известная как Земля-снежок). В протерозойской ледниковой эпохе было несколько оледенений, и все они сопровождались значительными изменениями изотопного состава углерода осадочных пород. С началом оледенения углерод отложений приобретает резко облегчённый состав, считается, что причина этого изменения в массовом вымирании морских организмов, которые избирательно поглощают лёгкий изотоп углерода. В межледниковые периоды происходило обратное изменение изотопного состава, из-за бурного развития жизни, которая накапливала значительную часть лёгкого изотопа углерода, и увеличивала отношение 13C/12C в морской воде.
В случае протерозойского оледенения, предполагается, что причиной отступления ледников (вообще говоря, оледенение устойчиво, и без дополнительных факторов может существовать неограниченно долго) могли быть вулканические эмиссии парниковых газов в атмосферу.
Происхождение названия и история терминологии
Название происходит от стратиграфической терминологии Аделаидского супербассейна (Аделаидского рифтового комплекса) в Южной Австралии и взято из названия аделаидского пригорода Марино. Термин «мариноанская серия» впервые был использован в статье 1950 года Дугласом Моусоном и Регом Сприггом для подразделения неопротерозойских пород в районе Аделаиды и охватывал все пласты от верхнего Брайтонского известняка до основания кембрийских пород.[3] Соответствующий временной период, называемый мариноанской эпохой, в современной терминологии охватывает период от среднего криогения до верхнего эдиакарского периода. Моусон выделил ледниковый период в мариноанскую эпоху, который он назвал Элатинским оледенением в честь Элатинского тиллита (ныне формация Элатина), где он обнаружил свидетельства этого периода.[4] Однако термин «мариноанское оледенение» вошёл в обиход, потому что именно в мариноанскую эпоху произошло оледенение, в отличие от более раннего оледенения в стюартинскую эпоху (период отложения более древней стюартинской серии). Однако термин «оледенение Элатины» до сих пор используется для обозначения периода, начавшегося около 640 млн лет назад. Свидетельства этого периода были найдены в Энорама-Крик и других районах национального парка Икара-Флиндерс-Рейнджес в Флиндерс-Рейнджес в Южной Австралии.
Термин «мариноанское оледенение» позднее стал применяться во всем мире для обозначения любых гляциогенных формаций, которые предположительно (прямо или косвенно) соотносятся с первоначальным оледенением Элатины, описанным Моусоном в Южной Австралии.[5] В последнее время наблюдается тенденция к возвращению к термину «оледенение Элатины» в Южной Австралии из-за неопределённости в отношении глобальной корреляции, а также из-за того, что эдиакарский ледниковый период (Гаскьерс) также относится к обширной мариноанской эпохе.[6]
Криогенная Земля-снежок
Новые данные свидетельствуют о том, что в неопротерозойскую эру Земля пережила несколько оледенений. В позднем неопротерозое было три (или, возможно, четыре) значительных ледниковых периода. Эти периоды почти полного оледенения Земли часто называют «Землёй-снежком». Согласно гипотезе, в некоторые периоды планета была покрыта льдом толщиной 1–2 км.[7] Из этих оледенений наиболее значительным было стуртийское оледенение, в то время как мариноанское оледенение было менее продолжительным, но всё же охватило весь земной шар. Другие криогенные оледенения, вероятно, были локальными и не носили глобального характера по сравнению с мариноанским или стуртийским оледенениями.
Характерные ледниковые отложения, образовавшиеся во время Мариноанского оледенения, свидетельствуют о том, что Земля пережила один из самых суровых ледниковых периодов в своей истории. Ледники расширялись и сокращались в ходе серии ритмичных пульсаций, возможно, доходя до экватора.[8][9]
Возможно, Земля не была полностью покрыта льдом, поскольку некоторые компьютерные модели показывают, что гидрологический цикл сильно замедлился, что препятствовало образованию новых ледников до того, как Земля полностью покрылась льдом.[10]
Таяние «Земли-снежка» связано с парниковым эффектом, вызванным накоплением большого количества углекислого газа в атмосфере. Дегляциация, вероятно, началась в средних широтах, поскольку в тропиках интенсивный гидрологический цикл быстро пополнял запасы снега. Когда в средних широтах не осталось льда, пыль из этих регионов стала переноситься в другие регионы, снижая альбедо и ускоряя дегляциацию[11]
Доказательства
Несмотря на то, что многие свидетельства были утрачены в результате геологических изменений, полевые исследования показывают, что марийское оледенение происходило в Китае, на Шпицбергене и в Южной Австралии. В провинции Гуйчжоу в Китае были обнаружены ледниковые породы, залегающие под и над слоем вулканического пепла, содержащего циркон — минерал, который можно датировать с помощью радиоизотопов. Ледниковые отложения в Южной Австралии имеют примерно такой же возраст (около 630 млн лет), что подтверждается схожими стабильными изотопами углерода, месторождениями полезных ископаемых (в том числе осадочного барита) и другими необычными осадочными структурами.[12] Два богатых диамиктитом слоя в верхних 1 км неопротерозойских пластов толщиной 7 км на северо-востоке архипелага Шпицберген представляют собой первую и последнюю фазы марианского оледенения.[13]В Уругвае свидетельства марианского оледенения можно найти в дропстоунах, диамиктитах, ритмитах, слоях обломков и варвоподобных отложениях
Согласно Эйлсу и Янгу, Мариноанское оледенение является вторым эпизодом неопротерозойского оледенения (680-690 млн. лет), происходящего в геосинклинали Аделаиды. По их словам, "Он отделен от Стуртиана толстым слоем осадочных пород, не содержащих никаких признаков оледенения. Эта ледниковая фаза может соответствовать недавно описанной формации Айс-Брук в северных Кордильерах"[14]
Влияние на жизнь
Сохранение бентосных макроводорослей указывает на то, что во время мареанского оледенения в фотической зоне вдоль берегов среднеширотных континентов оставались участки, подходящие для их обитания.[15]