Наприкінці протерозою Землю охопило масштабне заледеніння. Вважається, що вона відіграла ключову роль у переробці ландшафтів та прискоренні еволюції видів. Однак багато деталей незрозумілі. У новій роботі європейські вчені датували комплекс гірських порід у Шотландії та Ірландії, який зберіг найповнішу картину того періоду.
У далекому минулому на Землі відбулися одне за одним два великі заледеніння — стертське та мариноанське. Перше (717–658 мільйонів років тому) найсуворіше. Льоди лежали навіть на екваторі. У геології цей період називають кріогенієм, а описує його гіпотезу – «Земля-сніжок».
Одні вважають, що в кріогенії планета зледеніла повністю, замерзли океани, річки, нерухомі льодовики сковували все. Інші, навпаки, вважають, що заледеніння були локальними, а поверхня зазнавала активної ерозії, істотно змінивши ландшафт континентів.
Ще в 1970-х вчені припустили, що комплекс гірських порід Порт Аскейг, оголення якого виходить на острові Айлей та інших місцях у Шотландії, утворився під час стертського заледеніння. Це один із найповніших стратиграфічних розрізів того часу. Товщина формації (1,1 кілометра), ознаки наступу та відступу льодовиків йдуть урозріз із гіпотезою про постійний тривалий льодовиковий покрив.
Щоб прояснити питання, вчені з Великобританії на чолі з Університетським коледжем у Лондоні проаналізували датування уламкових цирконів із формації Порт Аскейг. Найбільш повно вона представлена на островах Шотландії, на півночі та півдні графства Донегол в Ірландії. Стратиграфічно займає серединне становище у більшій серії порід Дальреда. Під нею залягає формація Гар Ейлех.
Вчені взяли 11 проб з пісковиків формацій Порт Аскейг та Гар Ейлех, виділили з них понад 2000 уламкових цирконів та визначили вік уран-свинцевим методом. Стаття про це опублікована в Journal of the Geological Society.
Вік мінералів із восьми зразків відповідав стертському заледеніння. В інших він значно давніший, йдучи в архей, що на думку авторів, вказує на руйнування льодовиком стародавнього континенту Лаврентія. Отже, зледеніння було частковим і рухливим. На глибокі перетворення ландшафту вказує і розподіл цирконів різного віку вгору формацією Порт Аскейг.
Одне з відслонень, що виходить на шотландських островах Гарвеллах, особливо цікаве. У ньому зберігся запис зміни від теплого тропічного клімату, що передував кріогенію, до зледеніння. В інших породах подібного віку, наприклад, у Північній Америці, Намібії цього переходу немає.
Еліас Руген, перший автор статті, уточнив, що їм вдалося вперше видобути переконливі дані про вік цих порід у Шотландії та Ірландії, що підтверджує їхнє глобальне значення.
«Породи у Гарвеллах унікальні. Це 70 метрів стародавніх карбонатів, що залягають під стертськими шарами та утворилися в тропічних водах. У них збереглися сліди теплого морського середовища, де процвітало ціанобактеріальне життя, що поступово змінилося на більш холодне оточення. Період поміркованого клімату Землі тривалістю мільярд років завершився», — пояснив Руген.
Маючи на руках точний вік гірських порід, вчені тепер можуть маркувати початок кріогенію. Можливо, це стане новим «золотим цвяхом». Так називають опорний розріз, який демонструє нижню межу геологічного ярусу.