Без чего нельзя обойтись в тундре? Какие интересные истории могут происходить с геологами в экспедициях? О своём опыте рассказывает Всеволод Ефременко, палеонтолог, младший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН.
Геохимики обнаружили в деканских лавах, залегающих ниже мел-палеогеновой границы, признаки крупных, но кратковременных выбросов фтор- и серосодержащих летучих продуктов извержений: содержание этих элементов в образцах сильно варьируется. Ученые предположили, что неоднократные и мощные сернистые выбросы еще за 400 тысяч лет до астероидного удара спровоцировали серию вулканических зим, оказавших негативное влияние на позднемеловую биоту. При этом вулканогенный фтор воздействовал на окружающую среду лишь в локальном масштабе. Отчет об исследовании опубликован в журнале Science Advances.
N + 1; Sara Callegaro et al. / Science Advances, 2023
В качестве триггеров мел-палеогенового вымирания, уничтожившего около 66 миллионов лет назад множество видов меловой фауны, в том числе нептичьих динозавров, ученые рассматривают два основных фактора. Первый ― импактный ― связан с падением астероида размером не менее 10 километров. Он оставил после себя 180-километровый кратер Чикшулуб на полуострове Юкатан и тонкий слой пород, обогащенных иридием ― мел-палеогеновую границу, возраст которой оценен аргон-аргоновым методом в 66,052 ± 0,008/0,043 миллиона лет. Второй фактор ― вулканический ― обусловлен масштабным и длительным излиянием лав, которое продолжалось от 69 до 64 миллионов лет назад и сформировало траппы Деканского плато на полуострове Индостан.
Не все ученые придерживаются версии внезапного массового вымирания, указывая (1, 2, 3), что кризис динозавров начался задолго до катастрофических событий, которые лишь ускорили его. По-разному оценивается и вклад импактного и вулканического факторов. Согласно наиболее распространенной точке зрения, главным виновником вымирания следует считать падение астероида, вызвавшее ударную волну, мощные землетрясения, выбросы серы и углерода. Из-за глобальных пожаров в атмосферу попало огромное количество сажи, которая блокировала фотосинтез и привела к резкому похолоданию. Однако некоторые исследователи считают, что нельзя недооценивать роль деканских извержений: так, длительная глубинная дегазация CO2 вызвала глобальное потепление, продолжавшееся в течение 300 тысяч лет перед падением астероида. Датировки показывают, что самые активные извержения происходили и до, и после мел-палеогеновой границы и длились около миллиона лет, но какова была динамика этой активности, оставалось неясно.
Деканская магматическая провинция: A ― область, занятая траппами в настоящее время; B ― упрощенная стратиграфия лавового покрова в районе Западных Гат с указанием для каждой формации количества образцов породы, проанализированных в этом исследовании
S
Прояснить этот вопрос попытались Сара Каллегаро (Sara Callegaro) из Университета Осло совместно с коллегами из Великобритании, Италии, Канады, Норвегии, США и Швеции. Ученые исследовали на присутствие следов летучих соединений вкрапленники породообразующего минерала клинопироксена в образцах лав из девяти деканских формаций. Они относятся как к ранним, так и к поздним стадиям магматической активности в Западных Гатах, на краю Деканского плоскогорья, где мощность лавовых покровов достигает 3,5 километра. С помощью рентгенофлуоресцентного анализа на синхротронном излучении определили содержание серы в 31 клинопироксеновом зерне из 15 образцов, а концентрации фтора в 34 зернах из 21 образца измерили методом масс-спектрометрии вторичных ионов.
Микрофотографии некоторых исследованных зерен клинопироксена с аномально высокими концентрациями серы. Снимки A и B сделаны в отраженном свете, C ― в параллельных николях, D и E ― в скрещенных николях. Голубая стрелка на снимке А указывает на расплавное включение. Зеленый квадрат на снимке B указывает область, исследованную методом рентгенофлуоресцентного анализа на синхротронном излучении Sara Callegaro et al. / Science Advances, 2023
Оказалось, что сера распределяется по образцам крайне неоднородно: от одной (предел обнаружения) до 148 ± 21 массовых долей на миллион. Из рассмотрения исключили результаты выше 49 долей на миллион, как статистические или петрологические (не соответствующие расчетному максимуму серы в равновесном исходном расплаве) выбросы. Однако пиковые значения дали, с учетом высокой эффективности дегазации серы, высокие концентрации ее в исходной магме: 1769 ± 285 миллионных долей массы. Геобарометрия показывает, что такие клинопироксены кристаллизовались на малой (до четырех километров) глубине, при давлениях 0,1–0,4 гигапаскаля, и по ним можно судить о содержании летучих во время извержения. Наибольшие концентрации серы Каллегаро и ее коллеги зарегистрировали в образцах лав из формаций Кхандала и Буше, которые старше мел-палеогеновой границы примерно на 100 тысяч лет, и из более древней формации Джаухар возрастом 66,2–66,4 миллиона лет.
Исследователи обратили внимание на внутриформационные скачки концентрации, видимо, отражающие быстрые изменения в режиме раннего деканского магматизма. О том, что дегазация происходила во время коротких вспышек вулканической активности, когда магма не успевала проэволюционировать, говорит и несоответствие между содержанием серы и образующих сульфидные соединения халкофильных элементов, таких как медь. Кроме того, внутри самих клинопироксеновых зерен, за редкими исключениями, нет изменений концентрации серы, которые указывали бы на постепенность процесса.
Исследование зерен клинопироксена на содержание серы: A ― стратиграфические высоты и датировки образцов. Черные и белые точки ― выполненные в разных исследованиях датировки аргон-аргоновым методом. Фиолетовая линия ― датировка мел-палеогеновой границы аргон-аргоновым методом, зеленая линия ― датировка мел-палеогеновой границы уран-свинцовым методом. Цветом обозначены лавовые формации: Ja ― Джаухар, Ig ― Игатпури, Ne ― Нерал, Th ― Тхакурвади, Bh ― Бхимашанкар, Kh ― Кхандала, Bu ― Буше, Po ― Поладпур, Am ― Амбенали, Ma ― Махабалешвар; B ― Концентрация серы в зернах клинопироксена из 15 образцов лавы (353 измерения); C ― обобщенные данные по концентрации серы в различных формациях Деканских траппов. Черными крестиками отмечены статистические выбросы, красными ― петрологические выбросы Sara Callegaro et al. / Science Advances, 2023
Содержание фтора в зернах также колеблется в широких пределах от 11 до 537 миллионных долей, что для исходных магм дает разброс значений от 80 до 3923. Пиковые выбросы фтороводорода, выявленные выше и ниже мел-палеогеновой границы, несомненно, наносили экосистемам большой урон, но лишь на локальном уровне, так как это соединение быстро вымывается из вулканического шлейфа осадками. Серьезными последствиями было чревато поступление в стратосферу больших объемов серы в составе сернистого газа, участвующего в образовании сульфатных аэрозолей. Экранируя излучение Солнца, они провоцируют наступление непродолжительного (до нескольких лет) глобального похолодания ― вулканической зимы.
Концентрации серы (A) и фтора (B), рассчитанные для расплавов, равновесных с анализируемыми клинопироксенами. Результаты нанесены на график в порядке стратиграфической высоты. Петрологические выбросы указаны серым цветом
Sara Callegaro et al. / Science Adv
Столь краткие события не удается разрешить при изучении стратиграфии лавовых напластований, но их масштабность можно приближенно оценить. Средняя скорость излияния трапповых лав варьирует в пределах 10–100 кубических километров в год. Но на пиках активности скорость могла возрастать в три-четыре раза, а средняя температура во время вулканических зим ― падать на 10 градусов. Многократное повторение таких экстремальных событий, перемежавшихся потеплениями из-за притока CO2 из глубинных магм, безусловно, нанесло ущерб большей части позднемеловой биоты задолго до того, как астероид нанес ей завершающий удар.
Что представлял собой ландшафт вокруг неолитического поселения Ракушечный Яр в Ростовской области в 7-ом тысячелетии до н.э? Как археологи узнают об изменениях окружающей местности в древности?
Рассказывают:
• Пётр Киттель, профессор Лодзинского университета; Кафедра Геоморфологии и Палеогеографии, Институт наук о Земле, факультет Географических наук, Лодзинский университет.
• Яцек Шманьда, профессор Педагогического университета, г. Краков, зам. директора Института географии Педагогического университета, г. Краков.
Их есть у нас! Красивая карта, целых три уровня и много жителей, которых надо осчастливить быстрым интернетом. Для этого придется немножко подумать, но оно того стоит: ведь тем, кто дойдет до конца, выдадим красивую награду в профиль!
Какова геоморфология уникального палеонтологического местонахождения Синяя балка/Богатыри? Что собой представляло это место миллионы и сотни тысяч лет назад? Какими методами проводился геологический анализ? Рассказывает Алексей Тесаков, геолог, доктор геологических наук, ведущий научный сотрудник Геологического института РАН.
Как определить метеорит? Какая у метеоритов форма, структура, цвет? Из чего состоит метеоритное вещество и какова его структура? Есть ли в составе метеорита то, что не встречается на Земле? Всегда ли метеоритный камень магнитен? Какой состав метеоритов наиболее распространён? Что такое хондры, регмаглипты, кора плавления, жилы ударного расплава и видманштеттенова структура? Как отличить метеорит от камня, шлака или железной руды? Об этом в мини-лекции по метеоритике рассказывает Дмитрий Садиленко, младший научный сотрудник Лаборатории метеоритики ГЕОХИ РАН.
Телеозавры (Teleosauroidea) – надсемейство крокодиломорф из юрского периода, обитавшие по всему миру. Однако, не смотря на широкое распространение, они очень редки в Северной Африке. Помимо этого отследить и понять эволюционные изменения их представителей очень трудно. И вот в Марокканской пещере Хаара был обнаружен череп телеозавра, который расширил наши знания о палеобиогеографическом распространении телеозавров.
Кто такие телеозавры?
Внешне телеозавры были похожи на крокодилов, однако в отличие от них, они обитали преимущественно в соленых водах и имели более обтекаемую форму. Передние конечности короче задних. Челюсти узкие, приспособленные для поедания рыбы.
Марокканский телеозавр
Конкретно марокканского телеозавра ученые не смогли определить даже до семейства. Однако это не отменяет того факта, что это один из немногих североафриканских телеозавров. Кроме того, пещера Хаара, где нашли его останки, датирована самым началом раннего юрского периода: геттангским (201.4 – 199.5 млн л. н.) и синемюрским веком (199.3 – 190.8 млн л. н.). До этого в Великобритании был найден телеозавр, также датируемый более поздним тоарским веком (182.7–174.1 млн л. н.). Выходит, телеозавры из североафриканских вод добрались до юрской Британии и оттуда распространились по всей Европе, представлявшей собой тогда ряд островов.
"Красная пещера"
Помимо всего прочего выяснилось, что пещера Хаара, также известная как Ифри Азугуар (в переводе с берберского языка "красная пещера"), интересна с геологической точки зрения: она сложена позднетриасовыми и ранне- и позднеюрскими породами. В них могут содержаться не только крокодиломорфы, но и другие останки. А также она полезна для палеоклиматологии.
С чем может быть связано небольшое число находок железных метеоритов в пустынных районах? Могли ли люди в прошлом собирать метеоритное железо, и как они могли его использовать? Рассказывает Дмитрий Садиленко, младший научный сотрудник Лаборатории метеоритики ГЕОХИ РАН.
Выспаться, провести генеральную уборку, посмотреть все новые сериалы и позаниматься спортом. Потом расстроиться, что время прошло зря. Есть альтернатива: сесть за руль и махнуть в путешествие. Как минимум, его вы всегда будете вспоминать с улыбкой. Собрали несколько нестандартных маршрутов.
Регулярные землетрясения и эпизоды вулканической активности в разных уголках света день за днём напоминают нам, что наша планета постоянно движется и меняется, будто живой организм. Палеонтолог Иэн Вебстер разработал интерактивную 3D-карту Земли, отображающую её геологическую историю и процесс дрейфа материков, продолжающийся на протяжении сотен миллионов лет. На этой карте вы можете посмотреть, где находился бы ваш родной город или любая точка на Земле в период от 750 до 20 миллионов лет назад.
James Kuether
Иэн Вебстер широко известен среди палеонтологов и любителей науки как куратор крупнейшей в интернете базы данных, содержащей информацию о динозаврах. Однако динозавры – не единственная его страсть. Учёного всегда восхищала изменчивость нашей планеты, которая позволила зародиться первым живым организмам, раз за разом сменяющим друг друга с очередным масштабным катаклизмом. Земля беспрестанно «дышит» и меняется: современное положение тектонических плит и континентов является результатом случайного стечения обстоятельств, и даже располагая самыми продвинутыми технологиями невозможно наверняка сказать, какой станет наша планета в далёком будущем.
Дрейф континентов по представлениям А. Вегенера / Die Entstehung der Kontinente und Ozeane / Alfred Wegener
Многочисленные труды геологов, палеонтологов, историков и представителей других научных отраслей открывают взгляд на различные аспекты формирования Земли. В своём проекте Вебстер попытался объединить как можно больше информации о нашей родной планете. Основой для глобальной интерактивной карты стала карта геологических моделей Земли, созданная геологом и палеогеографом Кристофером Скотезе в рамках проекта PALEOMAP Project. Эти модели характеризуют положение и динамику передвижения тектонических плит в разные периоды существования планеты, начиная с даты 750 миллионов лет назад – через некоторое время после появления первых зелёных водорослей.
Геологические модели трансформации Земли / Christopher Scotese
В качестве инструмента визуализации тектонических плит и их трансформации Вебстер использовал специализированное программное обеспечение GPlates. Конечный вариант интерактивной карты Земли позволяет пользователям ввести интересующее их местоположение и увидеть, где оно находилось на разных этапах истории нашей планеты. По словам Вебстера, созданная им программа формирует своеобразный геокод выбранной локации и «пробивает» его по моделям Скотезе, отыскивая расположение локации в определённой точке на временно́й шкале. При этом интерактивный земной шар автоматически поворачивается, выводя на передний план искомое местоположение. Таким образом, за считанные секунды пользователь обнаружит, что около 600 миллионов лет назад леса штата Нью-Йорк у города Призрен на Косово и Метохии, в Сербии, были укрыты гигантским ледником – как и большая часть планеты, а спустя 200 миллионов лет они оказались на дне неглубокого океана.
GPlates
-
-
Ian Webster
Вебстер выбрал для своего проекта отрезки времени продолжительностью от 10 до 40 миллионов лет, чтобы с каждым переключением между предоставленными периодами пользователи могли наблюдать наиболее зрелищные изменения в структуре материков. Кроме того, в каждом временном сегменте карта предоставляет информацию об особенностях того или иного периода в истории Земли. В частности, с её помощью вы можете узнать, какие растения и животные существовали на территории выбранного населённого пункта. Вебстер также снабдил карту комплексом интерактивных инструментов, которые покажут вам, как выглядела Земля в момент зарождения первых представителей различных доменов и царств живых организмов либо во время очередного массового вымирания.
Ian Webster
Учёный не скрывает, что созданная им карта лишь приблизительно отображает состояние экосистем и литосферы на различных этапах формирования Земли. Несмотря на довольно точные модели трансформации тектонических плит, далеко не вся история нашей планеты изучена в той мере, чтобы избежать хоть каких-то пробелов в наших знаниях о Земле. Вебстер считает, что в первую очередь его проект является оригинальным методом привлечения интереса широкой публики к науке.
Справа выбирайте "Jump to" - "first dinosaurs", слева введите город, сверху период времени, появятся названия динозавров рядом с локацией, для каждого открывается новое окно с описанием динозавра.