Земля тяжело пережила "кризис средних лет": на планете исчезли горы и замерла эволюция

Новое исследование показывает, что в течение почти 1 млрд лет во время "среднего возраста" Земли горы буквально перестали расти, а эрозия их полностью разрушила. Об этом сообщает LiveScience.

Экстремальный перерыв в горообразовании, возникший в результате постоянного истончения континентальной коры Земли, совпал с особенно мрачным эоном, который геологи называют "скучным миллиардом". Точно также, как горы замедлили свой рост, простые формы жизни в океанах Земли не смогли развиваться в течение миллиарда лет.

По словам ведущего автора из Пекинского университета Мин Тана, проблемы с образование гор на континентах Земли, возможно, замедлили движение морей на планете.

"В среднем возрасте Земли континенты были безгористыми. Более плоские континенты, возможно, уменьшили поступление питательных веществ в океан и препятствовали появлению сложной жизни", – говорит Тан.

На границах, где сталкиваются континентальные плиты Земли, горы поднимаются вверх за счет процесса, называемого орогенезом. Континентальная кора на этих границах в среднем толще и подпитывается магмой, поднимая поверхностные породы на головокружительные высоты. В это же время, эрозия и гравитация стремятся разрушить вершины. Когда тектонические и магматические процессы под поверхностью прекращаются, горы начинают разрушаться.

Ученые говорят, что даже самые могущественные горы со временем исчезают. Поэтому изучение толщины древней коры Земли может быть лучшим способом понять, насколько активно горы формировались в прошлом. Для этого авторы исследования проанализировали изменение состава минералов циркона, кристаллизировавшихся в коре миллиарды лет назад.

Сегодня крошечные зерна циркона легко найти в осадочных породах по всей поверхности планеты. Точный состав каждого зерна может показать условия в коре, при которых минералы впервые кристаллизировались много веков назад.

"Более толстая кора образует более высокие горы", – отмечает Тан.

Толщина земной коры контролирует давление, при котором магма меняет состав, что потом отражается в цирконах, рождающихся из этой магмы.

Ученые обнаружили, что средняя толщина активной континентальной коры менялась во временных масштабах в миллиард лет. Самая толстая кора формировалась в архейском эоне (от 4 до 2,5 млрд лет назад) и фанерозое (от 540 млн лет назад до настоящего времени).

Между этими эпохами, в протерозойском эоне, толщина коры резко снизилась, достигнув своего минимума в "среднем возрасте" Земли.

Исследователи считают, что неслучайно самый "плоский" эон Земли на суше был одновременно самым "скучным" эоном в море.

"Эволюция жизни шла чрезвычайно медленно 1,8–0,8 миллиарда лет назад. Хотя эукариоты возникли 1,7 млрд лет назад, они стали доминировать только 0,8 млрд лет назад", – отмечают авторы исследования.

Но кембрийский взрыв, произошедший всего 300 млн лет спустя, породил почти все основные группы животных, которые мы видим сегодня. По какой-то причине жизнь развивалась мучительно медленно во время "скучного миллиарда", а затем сделала резкий скачок вперед, когда кора начала утолщаться.

Исследователи считают, что без образования новых гор, новые питательные вещества не поступали на поверхность Земли из нижней части мантии. Нехватка питательных веществ на суше также привела к их дефициту в океанах.

Поскольку формирование гор остановилось на миллиард лет, нехватка фосфора и других важных элементов могла заморить голодом морскую жизнь, ограничить ее продуктивность и затормозить эволюцию.

Но жизнь и горы снова начали активно формироваться, когда суперконтинент Родиния распался в конце протерозойского эона.