Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Когда-то в протерозойском эоне, еще до процесса сдвига, на окраине Вайоминга, где теперь находятся горы, существовал океан. Кварциты и другие метаморфические породы гор Медисин-Боу у озера Мари первоначально формировались из песка, рифов и прибрежных глин на мелководье океанов, это было до того, как в результате процесса литификации, включая цементацию, они превратились в песчаник, известняк и сланцы соответственно. Океан просуществовал достаточно долго для того, чтобы осадки накопились и литифицировались, по меньшей мере до процесса сдвига, когда литосферные плиты сталкивались и скользили относительно друг друга. Более того, до сдвига известняк претерпел дальнейшее превращение в доломит, поскольку магний в результате циркуляции воды просачивался в его матрицу. В результате столкновения начали действовать метаморфические силы сжатия и сдвига, и песчаник превратился в кварцит, который мы видим сегодня, доломит – в метадоломит, а сланцы в филлиты. Знаки ряби от океанических течений и плоскости напластования по-прежнему видны в кварцитах.

Рис. 8.4. Вверху: стрельчатые складки, сланцы Френч, пояс Шайенн, Вайоминг; внизу: строматолит в метадоломитах из формации Нэш-Форк, Снежный хребет, Вайоминг (фотографии автора, 2017)

Метадоломиты из формации Нэш-Форк немного моложе, чем кварцит, и содержат большое количество строматолитов (рис. 8.4, внизу). Эти строматолиты Вайоминга, возрастом 2 млрд лет, относятся к одним из самых крупных и известны во всем мире. Геологи обнаружили три древние структуры рифов в зоне Снежного хребта, протяженность которых составляет от 55 до 966 м. Были также найдены более 150 биогермов (холмов из водорослевых матов), образованных из строматолитов шириной 1–33 м и длиной 3–33 м. По мнению геологов, протерозойские строматолиты имеют такие большие размеры, потому что никакие роющие или другие животные не мешали их росту.

Строматолиты Снежного хребта, сохранившиеся в метадоломитах, тоже подвергались сдавливанию и деформации во время сжатия и сдвига суши, но их сущность, формы и строение по-прежнему можно увидеть. Изменения окружающей среды были катастрофой для создавших строматолиты древнейших форм жизни. Эти существа, конечно, не осознавали, какая судьба им уготована, но их воплощение в камне стало посланием, отправленным в будущее, которое рассказывает о давно ушедших временах на Земле.

В позднем протерозое, в период между 800 и 750 млн лет назад, суперконтинент Родиния раскололся на меньшие массивы суши, в результате чего образовались три континента: Северная Родиния, Южная Родиния и Конго. Всего через 150 млн лет в результате панафриканского столкновения (панафриканской коллизии), когда эти три массива суши опять слились, сформировался новый континент, Паннотия (Большая Гондвана). Континенты поворачивались и сталкивались в период между 650 и 560 млн лет назад. Но затем суперконтинент Паннотия почти сразу после образования раскололся на четыре континента палеозойской эры: Лаврентию (Северная Америка), Балтику (Европа), Сибирь и Гондвану. Паннотия просуществовала примерно 50 млн лет[420]. В результате панафриканского столкновения, создавшего Паннотию, появились горы, климат стал холоднее, поэтому снизился уровень моря. Ледниковые щиты существовали на обоих полюсах, хотя палеоклиматологи считают, что в районе экватора океан был свободен ото льда, и называют такое состояние «ледниковым миром».

Геологи делают выводы о существовании Паннотии на основании того, что континенты – их шельфы и края – соответствуют друг другу, как кусочки мозаики. Хотя доказательств мало, ученые обнаруживают согласующиеся осадочные и магматические породы одного возраста и состава на когда-то разделившихся континентах. Геологи также подтвердили местоположение Паннотии в неопротерозойскую эру, используя палеомагнитные данные о положении полюсов в тот же период времени.

Цианобактерии, которые в архее начали вырабатывать кислород, продолжили ритмично наполнять его избытками протерозойскую атмосферу. Результаты недавних исследований показывают, что «кислородная революция» охватывает период с начала палеопротерозоя, 2,426 млрд лет назад, до 2,06 млрд лет назад[421]. Возможно, этот процесс привел к первому массовому вымиранию – вымиранию анаэробных бактерий. Ученые утверждают, что окисление было взаимосвязано с формированием крупных магматических провинций на суше, а также с началом обледенения.