Nove raziskave krepijo povezavo med ledeniki in zemeljsko skrivnostno “veliko anomalijo”

Raziskovalci so uporabili termokronometrične podatke s štirih severnoameriških lokacij, da bi ugotovili vzrok “velike neskladnosti” – velike izgube kamnin pred približno 700 milijoni let. kredit: Slika Kalin McDaniel

Zdi se, da je delovanje ledu odgovorno za starodavno erozijo kamnin po vsem planetu.

Nove raziskave zagotavljajo dodatne dokaze, da so kamnine, ki predstavljajo geološke časovne lestvice do milijarde let, izklesali starodavni ledeniki v obdobju planeta “Snowball Earth”, v skladu s študijo, objavljeno v reviji Nature. Zbornik Nacionalne akademije znanosti,

Ta raziskava predstavlja najnovejše ugotovitve v razpravi o tem, kaj povzroča zemeljsko “veliko anomalijo” – časovni zamik v geoloških zapisih, povezanih z erozijo kamnin do 3 milje debele v regijah po vsem svetu.

“Dejstvo, da v tem časovnem obdobju manjkajo sedimentne kamnine, je ena najbolj zmedenih značilnosti kamnin,” je dejal C. Brenhein Keller, docent za znanosti o Zemlji in višji raziskovalec na študiji. “S temi rezultati je vzorec bolj smiseln.”

Velika količina manjkajoče skale, znane kot Velika neskladnost, je bila prvič poimenovana v Velikem kanjonu v poznih 1800-ih. Različne geološke značilnosti se pojavijo tam, kjer so plasti kamnin iz daljnih časov stisnjene skupaj, in se pogosto identificirajo tam, kjer fosilizirane kamnine ležijo neposredno na tistih, ki ne vsebujejo fosilov.

Mika Khan nezdružljivost

V kanjonu Ladder v Koloradu skale, ki se razlikujejo po starosti za približno milijardo let, sedijo skupaj v Veliki neskladnosti. zasluge: C. Brenhein Keller

“To je bil fascinanten čas v zgodovini Zemlje,” je dejal Kalin McDaniel, podoktorski raziskovalec v Dartmouthu in glavni avtor članka. “Velika diskontinuiteta postavlja temelje za kambrijsko eksplozijo življenja, ki je bila vedno zmedena, ker je v fosilnih zapisih tako nenadna – geološki in evolucijski procesi so običajno postopni.”

Več kot stoletje so raziskovalci poskušali razložiti vzrok za manjkajoči geološki čas.

READ  Vrteče se nevtronske zvezde razkrivajo nova spoznanja o nedosegljivih neprekinjenih gravitacijskih valovih.

V zadnjih petih letih sta se pojavili dve nasprotujoči si teoriji: ena kaže, da so skalo izklesali starodavni ledeniki v obdobju Snežne kepe, pred približno 700 do 635 milijoni let. Drugi se osredotoča na vrsto tektonskih dogodkov plošč v veliko daljšem obdobju med sestavljanjem in razpadom superceline Rodinija, pred približno 1 milijardo do 550 milijoni let.

Raziskava, ki jo je leta 2019 vodil Keller, je prvič predlagala, da je obsežna erozija celinskih ledenih plošč med kriogenskim ledeniškim intervalom povzročila izgubo kamnin. To je temeljilo na geokemičnih približkih, ki kažejo, da so velike količine množične erozije sovpadale z obdobjem Snowball Earth.

“Nova raziskava potrjuje in razširja ugotovitve prejšnjih študij,” je dejal Keller. “Tu ponujamo kilometre neodvisnih dokazov o hlajenju kamnin in pridobivanju kamnin v kriogenskem obdobju na velikem območju Severne Amerike.”

Študija se opira na podrobno razlago termohronologije, ki jo je treba oceniti.

Brenhin Keller in Kalin McDaniel

C. Brennehin Keller, docent za znanosti o Zemlji, levo, in Kalin McDanell, podoktorski raziskovalec znanosti o Zemlji. zasluge: Eli Burakian/Dartmouth College

Termokronologija omogoča raziskovalcem, da ocenijo temperaturo, ki jo mineralni kristali doživijo skozi čas, pa tudi njihov položaj v celinski skorji glede na določeno toplotno sestavo. Te zgodovine lahko zagotovijo dokaze o tem, kdaj je bila manjkajoča kamnina odstranjena in kdaj so bile kamnine, ki so trenutno izpostavljene na površini, izkopane.

Raziskovalci so uporabili več meritev iz predhodno objavljenih termokronometričnih podatkov na štirih severnoameriških lokacijah. Območja, znana kot kratoni, so deli celine, ki so kemično in fizično stabilni in kjer tektonska aktivnost plošč v tistem času ni običajna.

Z izvajanjem simulacij, ki raziskujejo časovno-temperaturno pot, ki so jo doživljale kamnine, je raziskava zabeležila razširjen znak hitrega hlajenja z veliko magnitudo, ki se je pojavilo med poledenitev Snowball Earth v notranjosti Severne Amerike s približno 2–3 miljami erozije. .

“Medtem ko so druge študije uporabljale termohronologijo za dvom o ledeniškem izvoru, globalni pojav, kot je Velika neskladnost, zahteva globalno oceno,” je dejal McDaniel. “Gledeniki so najpreprostejša razlaga za erozijo na velikem območju v obdobju Snowball Earth, ker je veljalo, da so ledene plošče takrat pokrivale večji del Severne Amerike in so bile morda vešči izkopavalci kamnin.”

Po navedbah raziskovalne skupine je bila konkurenčna teorija tektonske dejavnosti, ki izrezuje manjkajočo skalo, predstavljena leta 2020, ko se je ločena raziskovalna skupina spraševala, ali so starodavni ledeniki dovolj erodirali, da povzročijo veliko izgubo kamnin. Medtem ko je ta raziskava uporabljala tudi termohronologijo, je uporabila alternativno tehniko samo na eni tektonsko aktivni lokaciji in predlagala, da je do erozije prišlo pred Snowball Earth.

“Osnovni koncept je zelo preprost: nekaj je odstranilo veliko kamna, kar je povzročilo veliko zavrženja časa,” je dejal Keller. “Naše raziskave kažejo, da je lahko odgovorna le ledeniška erozija na tej lestvici.”

Po mnenju raziskovalcev nove ugotovitve pomagajo razložiti razmerje med erozijo kamnin in pojavom kompleksnih organizmov med kambrijsko eksplozijo pred približno 530 milijoni let. Menijo, da je erozija v obdobju Snowball Earth odložila usedline, bogate s hranili, v ocean, ki bi lahko zagotovile plodno okolje za gradnike kompleksnega življenja.

Dve hipotezi o tem, kako je kamnina erodirala, se med seboj ne izključujeta – možno je, da sta tako tektonika kot poledenitev prispevali k motnji globalnega zemeljskega sistema med nastankom Velike neskladnosti, je zapisano v študiji. Vendar se zdi, da lahko le poledenitev pojasni erozijo stran od tektonskih robov v središču celine.

“Končno v zvezi z veliko nedoslednostjo se lahko zgodi, da se je splošno sprejeta rekonstrukcija bolj koncentriranega ekvatorialnega pakiranja rodinskih celin z edinstvenimi okoljskimi razmerami neoproterozoika izkazala za čas geološkega miru, za razliko od drugih drugih. v zgodovini Zemlje,” piše v raziskovalnem prispevku.

Po mnenju ekipe je to prva raziskava, ki uporablja njihov pristop termohronološkega modeliranja za preučevanje obdobij, daljših od milijarde let. V prihodnosti bo ekipa ponovila svoje delo na drugih celinah, kjer upajo, da bodo te hipoteze o tem, kako se je oblikovala in ohranila velika neskladnost, še dodatno preizkusila.

Po mnenju ekipe je razreševanje razlik v raziskavah ključnega pomena za razumevanje zgodnje zgodovine Zemlje in medsebojnega odnosa podnebnih, tektonskih in biogeokemičnih procesov.

“Dejstvo, da lahko pride do tektonske erozije vzdolž roba kratona, ne izključuje poledenitve,” je dejal McDaniel. “Razlike so sestavljene značilnosti in naše delo kaže, da je kriogenska erozija pomembno prispevala, vendar je možno, da sta bila tako pred kot po eroziji vključena v ustvarjanje anomalne površine na različnih mestih. Globalni pregled nam bo povedal več. .

Referenca: “Termokronološke omejitve o izvoru velikega razločevanja” 25. januar 2022, Zbornik Nacionalne akademije znanosti,
DOI: 10.1073/pns.2118682119

William Guentner z Univerze Illinois v Urbana-Champaignu; od Petra Zeitlerja Univerza Leh, in David Shuster Kalifornijska univerza, Berkeley in Berkeley Geochronology Center sta bila soavtorja prispevka.

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x