Палеомагнитный анализ уточнил физическую карту эдиакарской Земли
Эдиакарский период на Земле, длившийся примерно от 630 до 538 миллионов лет назад, всегда был для ученых своего рода «магнитным минным полем». В более ранние и более поздние периоды тектонические плиты двигались с постоянной скоростью, климатические зоны были привычными, а магнитное поле планеты незначительно колебалось вокруг северного и южного полюсов (время от времени меняя направление).
Физика эдиакария не вписывается в общую картину. За несколько десятилетий исследований ученые пришли к выводу, что эдиакарский период загадочен: в породах того времени наблюдаются резкие колебания магнитных характеристик. Такое хаотичное поведение ставит перед исследователями серьезные трудности при учете древнего магнетизма в породах («палеомагнетизма») для составления карт дрейфующих тектонических плит той промежуточной эпохи между глобальным обледенением и кембрийским взрывом биоразнообразия.
Гипотезы о причинах эдиакарских колебаний разнятся. Некоторые ученые предполагают, что это было связано с необычайно быстрым движением тектонических плит; другие считают, что это могло быть вызвано быстрым смещением оси вращения Земли (процесс, называемый «истинным полярным смещением»).
Но что, если изменения в магнетизме в эдиакарии вовсе не были случайными? Что, если они имели глобальную геометрию и в этом хаосе был какой-то порядок? Таковы результаты новой работы, опубликованной в журнале Science Advances международной группой исследователей.
Авторы предлагают новую модель магнитного поля Земли, которая выявляет структуру в его изменчивости, а не просто отвергает ее как случайную и хаотичную. Они разработали новый метод статистического анализа эдиакарских палеомагнитных данных, который должен стать ключом к созданию надежных карт континентов и океанов того периода.
В рамках исследования ученые сосредоточились на регионе, известном сегодня как Антиатлас, горный хребет в Марокко, где была обнаружена серия вулканических слоев эдиакарского периода. Скальные обнажения исключительно хорошо сохранились и стали бесценной геологической находкой.
Команда провела послойное исследование магнетизма горных пород, собранных в полевых условиях в виде ориентированных образцов, которые были доставлены в лабораторию для проведения измерений с помощью высокочувствительного оборудования.
В предыдущих исследованиях пород этого периода часто использовались традиционные аналитические инструменты, которые предполагали, что магнитное поле Земли в прошлом вело себя так же, как и сейчас. Авторы применили новый подход. Они смогли точно определить, как быстро менялись магнитные полюса Земли, взяв образцы для палеомагнетизма с высоким стратиграфическим (послойным) разрешением и определив точный возраст этих пород.
Высокоточные датировки горных пород показали, что резкие изменения магнитного поля происходили в масштабе считанных тысяч лет, а не сотен тысяч или миллионов лет, как в более поздние или более ранние геологические эпохи.
По словам ученых, полученные данные опровергают теории о быстром смещении тектонических плит и «истинной полярной миграции». Для развития этих процессов потребовалось бы гораздо больше времени.
Помимо определения скорости магнитной изменчивости, исследователи обнаружили, что эта изменчивость имеет упорядоченную, пусть и необычную, структуру. Учитывая эту структуру, авторы разработали новый статистический подход для определения смещений магнитных полюсов планеты, которые, по-видимому, совершали полный «круиз» вокруг планеты, а не просто колебались вокруг оси вращения. Новый математический метод позволяет реконструировать эдиакарский мир в будущих исследованиях.
Эдиакарий пришел на смену криогению — периоду самого мощного оледенения в истории Земли. О том, как выглядела наша планета, напоминавшая гигантский снежок, читайте в материале Hi-Tech Mail.
