Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Читать геологическую летопись возрастом в 800 миллионов лет гораздо проще, чем извлекать информацию из сильно метаморфизованных архейских или ранних протерозойских пород, и в результате о Земле-снежке мы знаем довольно много. Существуют косвенные, но довольно правдоподобные свидетельства, что после распада Родинии выветривание новых материков забрало достаточно много углекислого газа из атмосферы: парниковый эффект ослаб, и на Земле наступило похолодание, апогеем которого стали морозы криогения. Уникально то, что все эти материки находились на низких или средних широтах (подобное расположение с тех пор не повторялось), и их окружали относительно теплые океаны. Из-за обильных источников влаги и температур, находившихся в диапазоне от умеренных до тропических, выветривание (и связанное с ним удаление из воздуха углекислого газа) шло быстро. Это необычное скучивание континентов в низких широтах имело и другие последствия. Суша отражает солнечную энергию сильнее, чем вода, особенно при отсутствии растительности, как это было 800 миллионов лет назад. Поскольку все материки находились там, куда падает максимум солнечных лучей, то в космос отражалось больше энергии. Хотя к тому времени поток энергии от Солнца значительно усилился по сравнению с начальными этапами истории нашей планеты, он все еще был примерно на 6 процентов слабее, чем сегодня. Это способствовало понижению температуры во всем мире и подтолкнуло Землю к продолжительному холодному промежутку времени, отмеченному ледниковыми периодами, один или несколько из которых, вероятно, были самыми суровыми в истории нашей планеты.

Главным ключом для определения низкоширотного положения материков криогения, на которые разделилась Родиния, стали магнитные свойства горных пород. Когда стало ясно, что оледенение было распространено на всех континентах, некоторые геофизики отнеслись к этому скептически. Еще труднее было согласиться с данными, что как минимум часть этих ледниковых отложений образовалась на уровне моря, а не высоко в горах. Ледники в низких широтах существуют и сегодня, но только на больших высотах в горных системах вроде Анд и Гималаев. Однако в криогении ледниковые щиты соскребали обломки с континентов, текли к береговой линии и дальше и сбрасывали беспорядочные ледниковые отложения прямо на мелководье континентального шельфа. Как такое могло происходить в тропиках? Снова возникло предположение, что специалисты по палеомагнетизму всё путают, и в действительности во время ледниковых периодов материки находились в высоких широтах. Но несмотря на сотни исследований, направленных на поиск ошибок в палеомагнитных измерениях, никаких изъянов там не нашлось.

Компьютерное моделирование показывает, что ледники на материках в средних широтах вкупе с морским льдом вокруг полюсов могут отражать в космос столько солнечных лучей, что Земля перейдет в стадию бесконтрольного замерзания. Конечно, эти модели зависят от предполагаемых начальных условий — например, от концентрации парниковых газов в позднем протерозое. Мы не знаем этих величин наверняка, но их можно оценить, и полученные модели говорят, что Земля-снежок могла получиться: ледники могли быть даже в тропиках, а части океана могли замерзнуть.

Вот аргумент против такого сценария: если ледники распространились по тропикам, то солнечные лучи стали бы отражаться еще больше, и в результате планета попросту осталась бы замороженной. Как при таких условиях ей снова нагреться?