Ископаемые раковины рассказали о жарком Заполярье 500 миллионов лет назад

Небольшие окаменелости оказались кладезями информации о древнем климате.
Фото University of Leicester.

Палеонтологи определили температуру морской воды в раннем кембрийском периоде (541–509 миллионов лет назад). О достижении рассказано в научной статье, опубликованной в журнале Science Advances командой во главе с Янником Донадьё (Yannick Donnadieu) из Университета Экс-Марсель, Франция.

Этот геологический период интересует многих исследователей. Ещё бы, ведь именно тогда произошёл кембрийский взрыв – мгновенное по геологическим меркам появление множества организмов с твёрдым скелетом. А поскольку именно твёрдый скелет с его минеральным составом позволяет останкам животного сохраниться в палеонтологической летописи (хотя есть и важные исключения), то кембрий – древнейшая геологическая эпоха, о фауне которой у специалистов есть сколько-нибудь подробные сведения.

А вот о климате этого периода сведений мало. Особенности сформировавшихся тогда осадочных пород указывают, что в ту эпоху на Земле не было постоянных ледников. Но не все специалисты склонны доверять таким свидетельствам, да и в любом случае конкретные значения температуры остаются загадкой.

Стандартный способ выяснить, насколько тепло было в тот или иной геологический период, основан на использовании изотопа кислорода 18O. Он чуть-чуть тяжелее своего наиболее распространённого собрата 16O, и эта разница в массе создаёт разные концентрации 18O в ископаемых, сформировавшихся при разной температуре.

Однако далеко не каждая окаменелость пригодна для такого анализа. Требуется точно знать, что содержание изотопа не изменялось на протяжении всей последующей геологической истории. И ещё недавно учёным казалось, что в фауне раннего кембрия подходящих образцов нет.

Команда Донадьё опровергла это мнение. Авторы обратили внимание коллег на широкий круг небольших существ, оставивших в наследство человечеству свои известковые, фосфатные и кремнистые скелеты. Хотя большинство из них явно подверглись "переработке", некоторые образцы сохранили исходное соотношение изотопов.

Учёные использовали раковины ископаемых брахиопод и представителей рода Torellella, живших 510–515 миллионов лет назад. Размеры тех и других животных составляли около миллиметра.

Добыв от нескольких десятков до нескольких сотен экземпляров каждого таксона, палеонтологи придирчиво изучили степень их сохранности. Оказалось, что несколько образцов вполне пригодны для изотопного анализа.

"Эта химическая "подпись" [соотношение изотопов кислорода] часто теряется в течение геологических эпох, поэтому замечательно, что мы можем идентифицировать её в таких древних окаменелостях", – отмечает соавтор статьи Томас Харви (Thomas Harvey) в пресс-релизе Лестерского университета.

Окаменелости исследователи извлекли из известняка, добытого в Великобритании. Но, материки, как известно, не стоят на месте. И в далёкие кембрийские времена обладатели этих раковин обитали в Южном полушарии, на побережье микроконтинента Авалония. Широта местности составляла 65–70 градусов. Напомним, что широта Южного полярного круга, не зависящая от прихотливых движений земной коры, равна примерно 66,5o.

Проанализировав все образцы, учёные пришли к выводу, что в те далёкие времена в этих широтах температура морской воды составляла 20–25 °C. Если даже в Заполярье стояла такая жара, значит, климат был действительно очень тёплым. Авторы сравнивают его с климатом позднего мелового периода.

Получив такие результаты, исследователи решили выяснить, насколько они согласуются с известными данными о горных породах. Авторы проверили, "не будет ли против" распределение равнинных отложений каличе и эвапоритов (evaporite). Учёные выяснили, обеспечат ли полученные температуры известную скорость выветривания. Наконец, они сравнили свои данные со стандартными климатическими моделями.

После такой основательной проверки исследователи пришли к выводу, что их результаты согласуются со всеми известными данными о климате кембрийского периода. Авторы надеются, что анализ изотопов кислорода в миниатюрных окаменелостях в будущем поможет выяснить, каким был климат и других геологических эпох.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) не раз писали о том, какая погода стояла на доисторической Земле. Например, мы говорили, почему динозаврам долго не удавалось заселить тропики и о древнейших пробах воздуха, позволяющих выяснить историю климата. Не обошли мы вниманием и окаменелости раннего кембрия, рассказав об останках существа с сохранившейся нервной системой.

Сегодня