Послание «чёртовых пальцев»

Белемниты — вымершие моллюски
Рисунок 1. Белемниты — вымершие моллюски (http://img-fotki.yandex.ru.jpg)

Один из главных принципов геологических исследований — принцип актуализма, сформулированный Джеймсом Хаттоном еще в 1795 году, — говорит, что процессы на Земле сегодня и в глубоком про­шлом происходили одинаково. По большому счету это действительно так. Например, горы растут по гра­ницам тектонических плит, по ним вниз сбегают реки, разрушая свои берега, материал с континентов та­ким образом поступает в океаны. Всё это происходит сегодня, происходи­ло и в прошлом. Легко найти и дру­гие примеры. Вулканы извергались на суше и под водой раньше и про­должают это делать сегодня. Тем не менее, для современных геологов не секрет, что скорости таких процессов совершенно не обязательно оставались постоянными в ходе всей геологической истории. Еще одно доказательство это­му нашла группа исследова­телей из Института геонаук Польской академии наук [1], проанализировав изотопный состав стронция в белемни­тах, в простонародье называемых «чёртовыми пальца­ми» за форму их раковины (рис. 1), — палеонтологических останках моллюсков, живших в мезозойскую эру. Суть ис­следования [1] заключается в следующем: в раковины моллюсков из морской воды вме­сте с кальцием попадает стронций. Измеряя изотопный состав строн­ция в этих моллюсках, можно на­прямую сказать, каков был изотоп­ный состав стронция в морской воде во время их жизни.

Принципиальная схема поступления стронция в океаны
Рисунок 2. Принципиальная схема поступления стронция в океаны [2]

Стронций поступает в океаны из трех основных резервуаров: (1) с континентов, которые характеризу­ются разнообразными, но в целом высокими значениями 87Sr/86Sr, (2) из подводных вулканов, преимуще­ственно срединно-океанических хреб­тов с низкими значениями 87Sr/86Sr,(3) из предшествующих морских карбонатов, у которых изотопный состав стронция также варьирую­щий, но находящийся между высо­кими континентальными и низкими вулканическими значениями (рис. 2). Из данных по изотопному составу стронция в воде современных океа­нов известно, что он везде одинаков, независимо от географического положения. Происходит это благодаря очень быстрому перемешиванию мор­ской воды и гомогенизации, в част­ности, изотопного состава стронция по всему миру. Принцип актуализма в данном случае вполне применим к изучению палеоокеанов.

Вариации изотопного состава стронция в морской воде в прошлом
Рисунок 3. Вариации изотопного состава стронция в морской воде в прошлом и их возможные причины [3]. Красной кривой показаны детальные данные, полученные по белемнитам из среднеюрских отложений Польши и Германии [1].

Многолетние исследования позво­лили восстановить кривую изотопно­го состава стронция для палеоокеанов, показав отчетливые максимумы и минимумы, связанные с измене­нием поступления стронция в мор­скую воду с континентов в периоды максимальных оледенений и с оке­анического дна из-за повышенной вулканической активности (рис. 3). Несмотря на то, что достоверность общих вариаций этой кривой высока, точность и детальность кривой достаточно сильно отличается для разных временных промежутков времени. В частности момент снижения значе­ний 87Sr/86Sr в середине мезозойской эры (в средней юре) оставался слабо изученным. Рассматриваемая работа была посвящена как раз белемнитам, отобранным из среднеюрских отло­жений Польши и Германии, где такие отложения хорошо представлены.

В итоге, вариации изотопов строн­ция в морской воде этого времени было установлено с очень высокой точностью. Резкое падение значений 87Sr/86Sr ниже 0,7069, по-видимому, связано с аномально высокой ско­ростью раздвижения океаническо­го дна, что вызвало аномально вы­сокую вулканическую активность. По крайней мере, об этом говорят нам «чёртовы пальцы».

Алексей Иванов

  1. Wierzbowski H., Anczkiewicz R., Ba-zarnik J., Pawlak J. Strontium isotope variations in Middle Jurassic (Late Ba-jocian — Callovian) seawater: Implica­tions for Earth’s tectonic activity and ma­rine environments. Chemical Geology, in press http://dx.doi.org/10.1016/j.chem-geo.2012.10.019
  2. DePaolo D.J. Correlating rocks with strontium isotopes. Geotimes, 1987, Dec., p. 16-18.
  3. Armstrong R.L. Glacial erosion and the variable isotopic composition of stron­tium in sea water. Nature Physical Scienc­es, 1971, v. 230, p. 132-133.
Подписаться
Уведомление о
guest

2 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
mhorn
mhorn
11 года (лет) назад

Переслал ссылку Хуберту Вежбовскому
ему понравилось ))

naukarus
naukarus
11 года (лет) назад

Спасибо. Приятно когда автору нравится, как его работу “обпопуляризовали”.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...