Згідно з загальноприйнятими моделями, різке похолодання та значне падіння рівня моря приблизно 34 мільйони років тому, під час переходу еоцен-олігоцен, мали призвести до широкомасштабної ерозії на континентах. Це призвело б до осідання величезної кількості піщаного матеріалу на дно океану. Перехід від еоцену до олігоцену ознаменував одну з найбільш екстремальних кліматичних змін з часів вимирання динозаврів, перетворивши клімат Землі з «парникового» на «крижаний».
З усім тим, новий огляд Стенфордського університету розкриває дивовижне протиріччя: на околицях усіх семи континентів практично не знайдено осадів цього періоду.
Кліматичні підказки в геологічному літописі
Ця несподівана знахідка, опублікована в Earth-Science Reviews, розкриває загадкову глобальну прогалину в геологічних літописах.
«Результати змусили нас задуматися, «куди подівся весь осад?», — сказав старший автор Стефан Грем, професор Стенфордської школи сталого розвитку Доерр. «Відповідь на це запитання допоможе нам отримати краще фундаментальне розуміння функціонування осадових систем і того, як кліматичні зміни впливають на глибоководні осадові відкладення».
Екологічні наслідки зміни клімату
Відкриття кидає виклик існуючим моделям відкладення та ерозії осаду та пропонує нові погляди на глобальні екологічні наслідки значних змін клімату. Отримані дані можуть також дати більш чітке розуміння того, як сьогоднішня швидка зміна клімату може змінити форму поверхні Землі.
«Ми вперше глобально подивилися на недостатньо вивчену реакцію найбільших систем переміщення маси осадів на планеті під час екстремального переходу еоцену в олігоцен», — пояснив провідний автор Зак Бертон, який зараз є доцентом кафедри наук про Землю. в університеті штату Монтана.
Перехід від еоцену до олігоцену був періодом глибокого охолодження планети. Великі крижані покриви утворилися в Антарктиді, яка раніше була вільною від льоду, глобальний рівень моря різко впав, і відбулося значне вимирання як морських, так і наземних видів.
До цього періоду на Землі були одні з найвищих температур і рівня моря з часів динозаврів, згідно з кліматичними проксі-записами. Бертон і його колеги спочатку вирішили дослідити вплив цих теплих умов раннього еоцену на глибоководні системи відкладень.
Детальний аналіз зміни клімату
У дослідженні 2023 року, опублікованому в Nature Scientific Reports, вони знайшли докази великої кількості піщаних відкладень уздовж континентальних окраїн Землі, які вони пояснили посиленням погодних умов, які посилили ерозію землі. Потім команда вирішила розширити своє дослідження, щоб охопити пізній еоцен і ранній олігоцен, під час яких Земля швидко охолола і увійшла в «льодовий» клімат.
Для цього дослідники провели ретельний огляд сотень наукових праць, що охоплюють понад століття. Вони проаналізували дослідження, які задокументували стародавні відкладення, часто поховані на кілька кілометрів під дном океану.
Цей комплексний огляд включав висновки морського буріння нафти та газу, виходу гірських порід на сушу та інтерпретацію сейсмічних даних. Загалом у дослідженні було вивчено понад 100 географічних об’єктів по всьому світу, надаючи детальний огляд геологічних записів на околицях усіх континентів. Коли команда прочесувала зібрані дані, вони виявили дивовижну відсутність багатих на пісок відкладень з еоцен-олігоценового переходу.
Відсутні відкладення в геологічному літописі
«Ми не бачили рясних піщаних відкладень, як у нашому дослідженні теплого клімату раннього еоцену», — сказав Бертон. «Замість цього ми побачили, що помітні, широко поширені ерозійні невідповідності – іншими словами, прогалини в літописі гірських порід – розвинулися під час екстремального кліматичного похолодання та океанографічних змін еоцену-олігоцену».
Дослідники пропонують кілька теорій для пояснення зниклих відкладень. Одна з ідей полягає в тому, що сильні океанські придонні течії, спричинені змінами температури та солоності, спричиненими зміною клімату, могли розмити дно океану, розмиваючи відкладення, які стікали з континентів.
Інша можливість полягає в тому, що швидке падіння рівня моря оголило континентальні шельфи, що дозволило відкладенням обійти ближчі осадові басейни та відкладатися набагато далі на безодні океану. Крім того, льодовикова ерозія навколо Антарктиди могла зіграти певну роль у перерозподілі відкладень.
Глибокі зміни на суші та на морі
Схоже, що ці процеси відбувалися по всій земній кулі, що свідчить про те, що на осадові відкладення вплинув глобальний кліматичний контроль. Дослідники вважають, що цей глобальний вплив вказує на глибокі кліматичні зміни, які відчуваються не лише на суші, але й у найглибших океанічних басейнах.
Результати дослідження дають цінну перспективу того, як поверхня Землі може реагувати на значні кліматичні зміни. Перехід від еоцену до олігоцену відкриває вікно у широкомасштабні зміни навколишнього середовища, які можуть виникнути внаслідок швидкої зміни клімату, що дуже важливо для розуміння сучасних кліматичних змін, спричинених людиною.
Радикальні зміни зі стрімкою зміною клімату
Незважаючи на те, що поточна криза зміни клімату є меншою за загальним масштабом порівняно з еоцен-олігоценовим переходом, вона розгортається набагато швидше. Дослідники вважають, що вивчення цих минулих подій може допомогти вченим краще передбачити різкі зміни, які можуть статися, оскільки клімат Землі продовжує швидко змінюватися.
«Наші висновки можуть допомогти нам поінформувати про радикальні зміни, які можуть відбутися на поверхні Землі в умовах швидкої зміни клімату», — сказав Грем. «Геологічне минуле визначає сьогодення, а особливо майбутнє».
Переглядаючи минулі кліматичні події та реакцію осадових порід, вчені сподіваються отримати інформацію, яка могла б спрямувати наше розуміння проблем, пов’язаних із сучасною зміною клімату, і потенційно допомогти пом’якшити її вплив на екосистеми Землі та поверхневе середовище.