Древний углеродный сигнал в породах объяснили местными процессами

Примерно 2,5–2 миллиарда лет назад на Земле происходила крупнейшая химическая перестройка в истории: в атмосфере накапливался кислород. Это создало условия для появления сложных организмов, таких как растения и животные, которые возникли около полумиллиарда лет назад. Об этом сообщает издание ProGorodNSK.ru.

С увеличением уровня кислорода значительные объемы микробного материала оседали на морском дне. Углерод связывался в породах, оставляя необычный изотопный след. Долгое время его интерпретировали как свидетельство глобального нарушения углеродного цикла. Исследования проводились на кернах — цилиндрах твердой породы, извлеченных из древних морских отложений Карелии и бассейна Франсвиль в Габоне.

Однако новая работа, возглавляемая исследователями Калифорнийского технологического института, ставит под сомнение глобальный характер этого свидетельства. Ниведита Тьягараджан, старший научный сотрудник Caltech, и ее коллеги изучили газы, заключенные в микроскопических полостях пород заонежской формации, одного из древнейших известных месторождений ископаемой нефти. По словам Тьягараджан, сигнал углеродных изотопов в ключевой точке объясняется явлениями внутри осадочного бассейна площадью несколько сотен квадратных километров, а не глобальными процессами.

Тьягараджан является ведущим автором статьи в журнале Geology. Ученые проанализировали керны, хранящиеся в Геологической службе Норвегии, и сосредоточились на флюидных включениях в образцах, богатых пиробитумом — нерастворимой формой органического углерода, образующейся при сильном нагреве погребенной нефти или керогена. Проект начался после приезда Айво Лепланда из NGU в Caltech, который привез новые измерения изотопов в газах из заонежских пород. Тьягараджан и Джон Айлер завершили свои исследования по изотопным соотношениям природных газов, что дало более широкую основу для понимания их образования.

Согласно предложенной версии, через морские осадки заонежской формации, находившейся под доисторическим океаном, внедрился магматический пласт. Тепло магмы прогрело органические отложения, в результате чего образовались углеводороды, включая метан и пропан. Газы поднимались сквозь осадки и достигали микробов на морском дне, которые, потребляя метан, производили биомассу с легким изотопным сигналом, что могло оставить необычный след в породах. Температурные данные подтверждают эту версию: выявлен большой термический градиент — от примерно 350 градусов Цельсия возле внедрения до около 72 градусов на древнем асфальтовом излиянии в 300 метрах выше.

Исследователи не исключают вклад других процессов, но, по их данным, аномалия изотопов углерода в Заонежье в основном вызвана событиями внутри местного бассейна. Поскольку Заонежье является эталонным объектом шуньга-франсвильского события, возникает вопрос, следует ли считать его общемировым. Следующий шаг — проверить, объясняет ли та же модель аналогичный сигнал в Габоне. Летом 2025 года Лепланд координировал буровую кампанию в этом регионе, новые керны прибыли в NGU в феврале, а отбор международной командой из 18 стран запланирован на конец года. Среди авторов публикации также Флориан Айхингер из Hydroisotop GmbH и Энтони Прави из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии.