Как древний экстремальный климат влиял на песок в глубоком море?

Геологов интересует цикл осадконакопления — эрозия гор, в результате которой образуется песок, выносимый в океан, — потому что он лежит в основе понимания того, как устроена планета.

Это также важно для понимания глобального баланса песка и планирования морских операций, таких как добыча нефти, ветряные электростанции и улавливание углерода. Теперь исследователи внимательно изучили осадочный цикл древней Земли в чрезвычайно жаркий период в поисках подсказок о влиянии экстремальных климатических явлений.

Синтезируя глобальные данные о глубоководных песчаных отложениях, исследователи определили сигнал или «отпечаток пальца» экстремального изменения климата примерно 50 миллионов лет назад: отложения турбидитов. Эти отложения, свидетельство древних быстрых подводных течений, как полагают, вызваны перемещением вниз по склону наносов, которые скопились на вершине континентального склона.

«Это говорит о том, что экстремальные погодные явления и усугубляющиеся глобальные климатические условия, способствующие усилению эрозии ландшафтов, могут усилить попадание песка в глубины океана», — сказал адъюнкт-лектор Стэнфордского университета Зак Бертон, ведущий автор исследования, в котором подробно излагаются результаты, опубликованные 8 февраля в журнале. Научные отчеты.

Открытое море

Исследование бросает вызов давнему представлению о том, что изменения уровня моря оказывают доминирующее влияние на песчаные отложения в глубоком море. Когда уровень моря низкий, у осадочных пород, смытых с гор, больше шансов попасть в морские глубины. Многие исследователи предполагают, что открытое море предотвращает отложение песка в глубокие воды, потому что прибрежные равнины и подводные континентальные шельфы могут быть барьерами для песка, достигающего глубоких вод.

Но, согласно составленному авторами исследования 59 экземплярам раннеэоценовых турбидитных систем, действовавших от 56 до 48 миллионов лет назад, климатические условия и тектоническая активность могут иметь большее значение, чем изменения уровня моря, для отложения глубоководных песков.

«Мы подозревали, что это правда, но мы не осознавали масштабы примеров, которые были задокументированы в литературе», — сказал старший автор исследования Стефан Грэм, профессор Уэлтона Джозефа и Мод Л’Анфер Крук в Стэнфордской школе устойчивого развития Дорр. . «Таких глубоководных месторождений было намного больше, чем мы думали».

В документе исследователи представляют концептуальную модель, предполагающую, что такие условия, как интенсивные осадки и интегрированный речной сток, могут привести к обильным песчаным глубоководным отложениям, несмотря на исключительно высокий уровень моря.

Тепличная планета

На Земле в период раннего эоцена, от 56 до 48 миллионов лет назад, был самый высокий уровень моря — с океанами более чем на 200 футов выше современного уровня — со времен внезапного массового вымирания трех четвертей видов растений и животных планеты около 66 миллионов лет назад. В Арктике были тропические леса, а в Дакоте жили аллигаторы.

Хотя некоторые из этих условий могут быть непостижимыми, современные изменения климата дают нам представление об экстремальных климатических явлениях, которые сопровождали ранний эоцен.

«По мере того, как Земля становится все горячее и горячее, потому что CO₂ усиливает парниковый эффект, а уровень моря поднимается еще больше, то можно ожидать, что возрастающая интенсивность штормов и более высокие нормы осадков, основанные на моделировании климата другими людьми, будут иметь гораздо большее влияние с точки зрения попадания наносов в глубины моря», — Грэм. сказал.

Хотя это может быть неактуально в ближайшее время, силу мутных потоков не следует недооценивать для защиты будущих поколений. По словам Грэма, потоки с отложениями, известные как потоки мути, подобны разрушительным светящимся лавинам, которые каскадом спускаются с извергающихся вулканов.

Исследователи впервые узнали о мутных потоках, когда они обрывали трансатлантические телеграфные кабели в 1929 году. «Это очень мощные подводные потоки огромных масштабов», — сказал Бертон.

Исследователи надеются, что с этим синтезом отложений мутности из такого критического периода в истории Земли другие продолжат размышлять об аспектах более теплого климата, которые могут влиять на глобальный цикл осадконакопления.

«Другие факторы, такие как взаимодействие человека с осадочными системами и земным миром, в котором мы все живем, в совокупности влияют на движение отложений», — сказал Бертон. «Я думаю, что это трудно рассматривать с повседневной точки зрения, просто потому, что мы не видим эти системы — они являются частью прекрасной тайны глубокого океана, о которой мы так мало знаем».

Соавторами из Стэнфорда являются Тим Макхарг и выпускник Крис Кремер (сейчас работает в Университете Брауна), Джаред Гули (сейчас работает в Научном центре Геологической службы США на Аляске), Чаяван Джайкла (сейчас работает в Microsoft) и Джейк Харрингтон.