Магнитные полюса Земли в эдиакарский период находились у экватора — исследование меняет представления о древних континентах

Российские ученые подтвердили гипотезу о том, что 570–550 миллионов лет назад магнитные полюса Земли располагались не на севере и юге, как сейчас, а в районе экватора. Полученные данные позволяют лучше понять историю нашей планеты и могут быть полезны для уточнения моделей геологических процессов и движения материков в древности. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Geoscience Frontiers.

Эдиакарский период и его загадки

Эдиакарский период, длившийся с 635 по 539 миллионов лет назад, стал временем появления так называемой эдиакарской биоты — первых в истории мягкотелых многоклеточных организмов, которых затем сменили более сложные животные, ставшие предками современных видов. В этот же период на планете произошли масштабные климатические перемены, сдвиги в химическом составе океанов и атмосферы, а также значительные возмущения магнитного поля Земли. Однако характер и причины таких изменений оставались неизвестными.

Существует несколько гипотез, объясняющих предпосылки магнитных аномалий того времени. Одна из них предполагает, что раньше магнитные полюса Земли находились в районе экватора, а не на современных точках у Южного и Северного полюсов. Другие гласят об ускоренном движении литосферных плит или смещении коры и мантии Земли относительно оси вращения планеты.

Исследование пород Тиманского кряжа

Исследователи из Геологического института РАН в Москве и Института геологии Уфимского федерального научно-исследовательского центра РАН в Уфе подтвердили, что в эдиакарский период местоположение магнитных полюсов Земли действительно менялось. Объектом изучения стали породы джежимской свиты южной части Тиманского кряжа на территории современной Республики Коми. Именно здесь на поверхность выходят породы докембрия возрастом более полумиллиарда лет.

В ходе экспедиций 2021–2025 годов исследователи собрали более 214 образцов пород для палеомагнитного анализа. Возраст пород определялся двумя независимыми методами: анализом уровней радиоактивных изотопов в цирконе — очень стабильном минерале, и по остаткам мягкотелых организмов эдиакарской биоты. Оба метода показали, что исследуемые породы джежимской свиты зажаты во временном интервале позднего эдиакарского периода — 570–550 миллионов лет назад.

Открытие и его последствия

Затем авторы оценили остаточную намагниченность минералов, входящих в состав исследуемых пород. Этот параметр позволяет определить, где относительно магнитных полюсов Земли в древности располагалась порода, а значит, и рассчитать ее географическую широту. Оказалось, что в эдиакарский период магнитные полюса Земли не соответствовали современным — они располагались в районе экватора. Это означает, что все предыдущие представления о палеошироте и, соответственно, расположении древних континентов могут быть неверными, поскольку они опирались на координаты, рассчитанные относительно современных магнитных полюсов.

Учитывая новые данные о магнитном поле в древности, ученые уточнили местоположение древнего континента Балтика, на котором формировались исследованные породы.

Пересмотр гипотезы «Земля-снежок»

Особый интерес представляет влияние этих данных на популярную гипотезу «Земля-снежок», в рамках которой предполагается, что на планете было глобальное оледенение — от полюсов вплоть до экватора. Эта гипотеза была сформулирована на основе более ранних палеомагнитных и палеоширотных данных, согласно которым магнитные полюса и широты в древности соответствовали современным. Если допустить, что поле было повернуто на 90 градусов, то ледниковые отложения на самом деле находились там же, где и сейчас — только на полюсах.

Руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Антон Колесников, ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией стратиграфии верхнего докембрия ГИН РАН, отмечает, что исследователи продолжат изучение эдиакарских отложений в других регионах, чтобы окончательно поставить точку в этом вопросе.

Контекст исследования

Ранее ученые определили, что представители эдиакарской биоты — древнейшие сложно устроенные многоклеточные организмы — обитали на территории современного Среднего Урала примерно 558,65 миллионов лет назад и, вероятно, даже раньше. Полученные датировки указывают на то, что такие существа появились на Земле раньше, чем считалось.

Новое исследование вносит существенный вклад в понимание геологической истории Земли. Изменение представлений о положении магнитных полюсов в древности ставит под сомнение многие реконструкции положения континентов и климатических условий в эдиакарский период. Уточнение этих данных может привести к пересмотру существующих моделей геологических процессов и движения материков, а также к новому пониманию условий, в которых зарождалась и эволюционировала сложная многоклеточная жизнь на нашей планете.