Геологическое изменение когда-то превратило пышные ландшафты в засушливые зоны, убило множество живых существ, и однажды это может произойти снова.
Сначала это напоминает исчезновения из-за изменения климата: более 160 миллионов лет назад, в юрский период, самые разные животные ползали, плавали и летали по прохладным, влажным лесам там, где сейчас располагается северо-восточный Китай. Затем воздух стал теплее, и Земля высохла. Вместе с водой исчезла и жизнь. И все же исследователи изо всех сил пытались определить причину этого экологического коллапса.
Природные и географические изменения
Исследование, опубликованное в журнале Geology, показывает, что изменился не климат, а географическое положение ландшафта. Палеомагнитные следы в скалах этого района указывают на то, что где-то между 174 и 157 миллионами лет назад весь регион сместился на юг на 25 градусов, погрузив некогда пышные ландшафты в засыхающие зоны.
Такое перемещение было частью явления, известного как истинное блуждание полюсов, когда верхние слои планеты, вероятно, вплоть до жидкого внешнего ядра, совершили вращение, несмотря на то, что Земля продолжала вращаться вокруг своей обычной оси.
Как перемещалась поверхность Земли
В юрском периоде поверхность и мантия сделали этот поворот вокруг воображаемой линии через изгиб на западном побережье Африки, известном как Бухта Бенина. Изменение было огромным: если бы подобное произошло сегодня, флаг, установленный в Далласе, штат Техас, оказался бы там, где в настоящее время находится Северная Манитоба, Канада (по прямой - это более 2300 км). На другом конце света азиатский континент переместился бы на юг.
Перемещающиеся полюса
Вероятно, на протяжении всего прошлого Земля переживала некоторое количество блужданий полюсов, и некоторые ученые считают, что это продолжается и сегодня. В частности, так считает Деннис Кент, палеомагнетист из Рутгерса и Колумбийского университета.
В нынешнее время смещение полюсов не является источником изменения климата, которое вызвано неослабевающим выбросом парниковых газов в атмосферу. Кроме того, масштабы этого юрского сдвига, даже если блуждание полюсов является реальным явлением, остаются под вопросом.
Изучение прошлого
В то время как глубокие геологические колебания могут оказывать сильное воздействие на поверхность Земли, магнитное поле планеты в результате таких событий остается в значительной степени неизменным, поскольку оно генерируется оттоком расплавленного железа и никеля во внешнем ядре нашей планеты, примерно в 3000 км от поверхности. Поэтому исследователи могут обратиться к богатым железом минералам, настроенным на магнитные поля, чтобы исследовать прошлые изменения. По мере того как осадки собираются и затвердевают, или лава охлаждается до камня, эти минералы выравниваются с глобальным магнитным полем, подобно иглам компаса, фиксируя местоположение региона на нашей планете в определенный период прошлого.
Но не все камни идеальные стенографисты. Когда отложения превращаются в породу, сжатие может изменить магнитную сигнатуру и повлиять на их предполагаемое положение. Удалив эту осадочную путаницу и взглянув только на вулканические породы, Кент и покойный Эдвард Ирвинг, работавший в Геологической службе Канады, обнаружили признаки перемещения полюсов в юрский период. Их результаты, опубликованные в 2010 году, предполагают, что поверхность Земли сместилась примерно на 30 градусов между 160 и 145 миллионами лет назад.
Последующие исследования начали заполнять пробелы, и все чаще казалось, что весь мир переживал мегаперемещение юрского периода, на что указывали доказательства, обнаруженные на территории современной Африки, Северной Америки, Южной Америки и на Ближнем Востоке. Но одно место, по-видимому, все же осталось на своем месте: территория Восточной Азии, зона, которая включает в себя большую часть Монголии, Китая, Северной и Южной Кореи.
Исследования
Мерт объясняет, что отчасти проблема заключалась в том, что исследования, документирующие положение региона с помощью палеомагнитного анализа, не дали выборки за достаточно большой промежуток времени. В то время как вулканические породы достоверно регистрируют магнитный север, этот полюс имеет тенденцию перемещаться, поэтому исследователи должны усреднить свои анализы с данными, охватывающими несколько тысяч лет, чтобы объяснить эти странствия.
Сам регион также часто исключался из дискуссий о глобальных изменениях из-за его сложной истории Кент. Хотя путь других сухопутных массивов можно проследить до суперконтинента Пангея, который распался примерно 180 миллионов лет назад, маршрут Восточной Азии остается неясным.
Смена полюсов
Летом 2015 года и весной 2018 года последняя команда отправилась на поиски более надежной палеомагнитной записи, чтобы изучить геологические движения в Восточной Азии, говорит ведущий автор исследования Чжию И из Китайской академии геологических наук в Пекине.
Скалы по всему Китаю рассказывают совершенно разные истории. Отложения ранней и средней юры темны и богаты углем, что указывает на влажный древний ландшафт, заполненный растениями. Напротив, позднеюрские формации содержали ржавые красные отложения, заложенные в более сухих условиях.
Команда взяла образцы вулканических пород, вплетенных в эти контрастирующие образования, в общей сложности в 57 местах. В 2017 году их анализ подтвердил прошлые работы, которые показали, что молодые красные камни были заложены в низких широтах, где, вероятно, преобладали жаркие и сухие условия. Но момент истины наступил летом следующего года, когда они проанализировали старые образцы и обнаружили, что они образовались в удивительно высоких широтах. Мерт признает, что он немного скептически относился к массовому сдвигу в начале, но новые выводы убедили его.
Мнение ученых
Результаты показывают, что в юрский период поверхность перемещалась как минимум на 17 сантиметров каждый год, что привело к медленному высыханию восточноазиатского ландшафта, в результате чего, вероятно, погибли многие древние растения и животные региона. Предыдущие исследования указывают на то, что еще одно небольшое путешествие около 130 миллионов лет назад вернуло Восточную Азию в умеренный климат, что создало условия для развития новых видом. Эти исключительно сохранившиеся окаменелости дали много поразительных находок, включая открытие первого известного пернатого динозавра, который не имел прямого отношения к птицам.
Научная загадка
Джованни Муттони, палеомагнетист из Миланского университета в Италии, который подробно изучил большое юрское смещение, связывает таинственные изменения климата с этим вращением планеты.
Тем не менее некоторые ученые считают, что блуждания полюсов в течение последних 200 миллионов лет вообще не было, утверждая, что последствия могут быть объяснены движением тектонических плит. В юрский период Азия и Северная Америка медленно двигались, как будто они были на качелях, которые вращались вокруг Европы. В то время как Северная Америка двигалась на северо-запад, Азия сместилась на юго-восток. Другие твердо придерживаются данных, указывающих на истинное блуждание и смещение полюсов в юрском периоде.
Если это так, возникает много вопросов. С одной стороны, неясно, что именно движет таким большим сдвигом - событием, которое должно повлечь за собой значительное перераспределение массы нашей планеты. Возможно, рождение зон субдукции - областей, где одна тектоническая плита движется под другой - провоцирует такое блуждание. Или это может происходить из-за того, что от плиты, которые уже рассыпались на части, откололись осколки коры, тонущие в мантии, нарушая планетарный баланс.
