Осадові породи свідчать про давнє охолодження дна океану

Дослідники з Геттінгенського університету у співпраці з Центром геонаук імені Гельмгольца (GFZ) розробили новий спосіб відтворення кліматичних умов давньої Землі, використовуючи ізотопний склад осадових порід типу черти — твердих кременистих шарів, які формуються глибоко під океанічним дном.

Розташування осадових порід, відомих як черти, які були досліджені: Підняття Шацького на півночі західної частини Тихого океану – третє за величиною океанічне плато у світі, що займає площу, більшу за Німеччину – відносно рівнинна територія, яка значно піднімається над океанічним дном. Знімки були зроблені з глибини близько 2 000 метрів у точках на зображенні, позначених U1350 і U1348. Джерело: GEBCO Compilation Group (2025) GEBCO 2025 Grid (DOI:10.5285/37c52e96-24ea-67ce-e063-7086abc05f29)

Як показує дослідження, опубліковане в журналі Geology, ці породи не лише фіксують хімічний склад давніх океанів, але й можуть вимірювати тепловий потік з надр Землі, відкриваючи нове вікно у клімат минулого.

Учені проаналізували ізотопи кисню — ??O, ??O і ??O — у зразках чертів, зібраних на Шацькому піднятті в західній частині Тихого океану, а також у даних міжнародних океанічних бурових проектів. Виявилося, що співвідношення цих ізотопів прямо залежить від кількості тепла, яке проходило крізь океанічну кору в момент формування осадів. Там, де кора була молодою і гарячою, спостерігалося збагачення важкими ізотопами, тоді як старі ділянки з низьким тепловим потоком мали інший ізотопний підпис.

«Наш метод дозволив нам уперше виміряти, скільки тепла проходило через земну кору в минулому, і таким чином краще зрозуміти історію охолодження Землі», — пояснює Оскар Шрамм, провідний автор дослідження. За його словами, отримані дані свідчать, що дно океану охолоджувалося швидше, ніж вважалося раніше, що має важливе значення для моделей геотермальної еволюції планети.

Дослідники створили власну розрахункову модель, яка дозволила перевести ізотопні співвідношення у кількісні показники теплового потоку, а потім перевірили її на основі сучасних океанічних вимірювань. Результати показали високу точність методу, що відкриває можливість використовувати осадові породи як архів теплової історії Землі.

Професор Міхаель Татцель, керівник проєкту, додає: «Далі ми хочемо з’ясувати, чому деякі кремені демонструють ізотопний склад, який не перебував у рівновазі з морською водою на момент утворення. Початкові результати свідчать, що вулканічний попіл міг відігравати вирішальну роль».

Таким чином, нове дослідження не лише уточнює темпи охолодження океанічного дна, але й створює інноваційний підхід до реконструкції кліматичних умов ранньої Землі — аж до 3,5 мільярдів років тому, коли планета лише формувала свій сучасний вигляд.