Около 717 млн лет назад Земля превратилась в ледяную пустыню. Океаны оказались изолированными от солнечного света, а температура воды достигла рекордных минус 15°C.
Глобальное оледенение Стуртийского периода
Ледовый покров распространился от полюсов до экватора. Темные подледниковые океаны потеряли доступ к свету, необходимому для фотосинтеза. Планета приобрела вид "снежного шара", где морская вода была холоднее точки замерзания.
Ученые впервые оценили температуру океана того времени — минус 15°C с погрешностью плюс-минус 7°C. Это самый низкий известный показатель за всю историю Земли.
Чтобы вода оставалась жидкой, соленость в некоторых участках превышала современную вчетверо. Стуртийское оледенение длилось около 57 млн лет.
"Мы имеем дело с очень солеными рассолами. Именно такое мы наблюдаем сегодня в Антарктиде", — объяснил геолог Росс Митчелл из Института геологии и геофизики Китайской академии наук.
Он добавил, что древние рассолы были холоднее минус 13°C в соленой воде под льдом антарктического озера Вида.
Исследование на основе железных пород
Оледенение стало самоподкрепляющейся катастрофой: лед отражал солнечный свет, усиливая охлаждение. Почти вся планета оказалась под ледяным щитом толщиной до километра.
Ржаво-красные железистые породы стали естественным "термометром". Они образовывались в насыщенной железом воде, где кислород превращал растворимые формы металла в твердые оксиды.
Наиболее распространенный изотоп — железо-56, тяжелее железа-54. В безкислородных океанах процесс обогащения тяжелым изотопом повторялся, делая породы особенно "тяжелыми".
Железо "снежного шара" оказалось еще тяжелее. Исследователи предположили: холодная вода способствует более тяжелому изотопному составу. Исходя из 25°C архейских океанов, температура упала на 40°C.
"Это очень интересный и новаторский способ получить новую информацию из изотопных данных железа. Довольно парадоксально, что для понимания событий 700-миллионной давности приходится использовать еще более старые породы как эталон", — отметил геохимик Энди Герд из Океанографического института Вудс-Холла.
Он подчеркнул: результаты доказывают низкие температуры, хотя точное значение может отличаться от минус 15°C.
Анализ изотопов стронция и бария подтвердил высокую соленость. Геохимик Йохен Брокс из Австралийского национального университета отметил согласованность с оценками австралийских отложений.
Эти породы формировались в рассоле, жидком до минус 7°C. "Было очень интересно получить дополнительное подтверждение того, что на самом деле тогда было очень-очень холодно", — подвел он итог.