Klausyk NNP.LT
Australijos ir Vokietijos mokslininkai nustatė, kad po Antarktidos ledu glūdi senovinio, šiuolaikiniams Himalajams mastu prilygstančio superkalnyno šaknys bei jo erozijos pėdsakai. Lietuvos skaitytojui tai yra pasaulio mokslo naujiena apie procesą, kuris, tyrėjų vertinimu, susieja kalnų formavimąsi, vandenynų maistinių medžiagų kiekį, atmosferos deguonį ir ankstyvą gyvybės raidą. Tyrimas rodo, kad prieš 650–450 mln. metų Antarktida nebuvo ledu dengtas žemynas: joje vyko intensyvi kalnodara, susijusi su Gondvanos superkontinento susidarymu.
Senovinio kalnyno pėdsakai po Rytų Antarktida
Tyrimą 2026 m. rugsėjį tarptautiniame žurnale „Earth and Planetary Science Letters“ paskelbė Bei Chen iš Vokietijos geomokslų tyrimų centro GFZ ir Ian H. Campbell iš Australijos nacionalinio universiteto. Jų išvada remiasi tuo, kad Antarktidoje išliko ne tik senovinių superkalnynų gelmių struktūros, bet ir į aplinkinius vandenis erozijos išneštos nuosėdos. Tyrėjai šiuos kalnus lygina su Himalajais pagal mastą. Darbas taip pat numato kryptį būsimiems geocheminiams modeliams: gautus rezultatus ketinama naudoti vertinant, kaip superkontinentų erozija veikė pasaulinį klimatą, vandenynų cheminę sudėtį ir gyvybei palankias sąlygas kitose planetose.
Atradimo esmė yra ne dabartinis Antarktidos reljefas, o labai senų geologinių procesų rekonstrukcija. Tyrimo apimamas laiko tarpsnis – nuo 650 iki 450 mln. metų prieš dabartį – apima Gondvanos superkontinento susidarymo laiką. Būtent tuomet žemyninių masyvų judėjimas ir susidūrimas sudarė sąlygas kilti milžiniškiems kalnams. Vėlesnė jų erozija ardė kalnynus ir išnešiojo mineralinę medžiagą. Nors šiandien Antarktida labiausiai siejama su ledu, nauji rezultatai ją pateikia kaip svarbią senovinės Gondvanos kalnodaros zoną, kurios pėdsakus galima atsekti iš mineralų amžiaus ir kilmės.
Kodėl mokslininkai tyrė cirkono grūdelius
Tiesiogiai pasiekti didžiąją dalį Antarktidos gelmių itin sudėtinga, nes daugiau kaip 99,5 proc. žemyno dengia ledo skydas. Jo storis kai kuriose vietose viršija 2–3 kilometrus, todėl geologai negali plačiai tirti po ledu esančių uolienų įprastu būdu. Vietoje to jie analizuoja medžiagą, kurią erozija kadaise išplovė į vandenyną. Tokiose jūrinėse nuosėdose išlikę mineralų grūdeliai tampa netiesioginiu, bet konkrečiu liudijimu apie uolienas ir kalnus, iš kurių jie pateko į aplinką. Šis metodas leidžia tirti žemyno geologinę praeitį net tuomet, kai didžioji jo dalis yra paslėpta po storu ledu.
Tyrėjai surinko 1 712 mikroskopinių cirkono mineralų grūdelių iš jūros nuosėdų dvylikoje skirtingų Antarktidos vietovių. Kiekvieno grūdelio amžiui nustatyti pritaikytas urano ir švino datavimo metodas. Tokia imtis apima ne vieną pavienę vietą, o dvylika Antarktidos taškų, todėl leidžia palyginti mineralų kilmės signalus platesniame žemyno sektoriuje. Cirkono grūdelių analizė suteikė pagrindą atkurti, kada susidarė jų pirminės uolienos ir su kokiais didelės apimties geologiniais įvykiais susijęs jų atsiradimas.
Rytų Antarktidos ledo skydas, po kuriuo siejamos senovinių kalnynų struktūros, užima maždaug 10 mln. kvadratinių kilometrų. Pateiktas palyginimas su visa Kanados teritorija parodo šio ledo masyvo geografinį mastą: kalbama ne apie mažą, izoliuotą plotą, o apie labai didelę ledu uždengtą žemyno dalį. Dėl tokio masto jūrinėse nuosėdose išlikę mineralai yra ypač reikšmingi tiriant po ledu slypinčią geologiją. Jie leidžia nagrinėti senovinius procesus teritorijoje, kurios paviršių dabar formuoja ledo skydas, o ne atviros uolienų atodangos.
Amžiaus pikas sutampa su Gondvanos formavimusi
Antarktidos mineralų rezultatus sujungus su pasauline duomenų baze, tyrimo apimtis išaugo iki 8 995 cirkono grūdelių. Ryškiausias jų amžiaus pasiskirstymo pikas užfiksuotas laikotarpiu nuo 650 iki 450 mln. metų prieš dabartį. Šis intervalas sutampa su Gondvanos superkontinento formavimusi, todėl tyrėjai mineralų signalą sieja su tuo metu vykusia intensyvia kalnodara. Skaičius svarbus dėl imties masto: 1 712 Antarktidos grūdelių buvo vertinami platesniame 8 995 grūdelių rinkinyje, o ne atsietai nuo kitų geologinių duomenų.
Šių rezultatų svoris ypač aiškus pažvelgus į kambro periodui svarbų laiką prieš 540–510 mln. metų. Tuo intervalu 46 proc. visų pasaulinėje duomenų bazėje vertintų cirkono grūdelių kilo iš Antarktidos ir pietryčių Australijos sektoriaus. Dar didesnė dalis – 55 proc. – šiame sektoriuje teko aukšto slėgio grūdeliams. Šie procentai išskiria Antarktidos ir pietryčių Australijos regioną kaip itin reikšmingą tiriant tuo metu vykusius giliuosius geologinius procesus. Duomenys papildo išvadą, kad Gondvanos formavimosi laikotarpiu ši žemyno dalis buvo svarbi kalnodaros zona.
Mokslininkų teigimu, laiko sutapimas tarp kalnodaros ir gyvybės pokyčių nėra atsitiktinis. Bei Chen ir Ian H. Campbell savo pareiškime rašė: „Mažai tikėtina, kad tai sutapimas, jog dramatiškiausias Žemės evoliucijos periodas koreliuoja su svarbiausiu kalnodaros periodu – Gondvanos superkalnų susidarymu ir erozija.“ Ši citata apibrėžia tyrimo siūlomą ryšį: kalnų susidarymas, jų irimas bei į vandenynus patenkanti medžiaga nagrinėjami kaip vieno ilgo geologinio ir biologinio proceso dalys, o ne kaip vienas nuo kito nepriklausantys įvykiai.
Erozija, fosforas ir geležis
Skaičiavimai rodo, kad ardantis Gondvanos superkalnams į vandenynus pateko beprecedentis maistinių medžiagų kiekis, tarp jų fosforas ir geležis. Tyrimo pateikiama eiga yra tokia: šių medžiagų srautas skatino fotosintezės šuolį, atmosfera buvo labiau prisotinta deguonies, o toks pokytis siejamas su kambro gyvybės sprogimu prieš maždaug 538 mln. metų. Taigi Antarktidoje ir su ja susijusiame Gondvanos sektoriuje vykęs kalnų irimas tyrime įgauna platesnę reikšmę – jis vertinamas kaip procesas, pakeitęs vandenynų cheminę aplinką ir sudaręs sąlygas sparčiam gyvybės įvairėjimui.
Šiame aiškinime svarbi būtent erozija, o ne vien kalnų aukštis ar jų susiformavimo faktas. Kalnai buvo medžiagos šaltinis, tačiau maistinės medžiagos į vandenynus galėjo patekti jiems dūlant ir ardantis. Fosforas bei geležis tyrime įvardijami konkrečiai, todėl ryšys tarp geologijos ir gyvybės aiškinamas per jų patekimą į vandenynus. Kambro gyvybės sprogimas, datuojamas maždaug prieš 538 mln. metų, pateikiamas kaip laike artimas šio didelio maistinių medžiagų srauto ir deguonies padidėjimo rezultatas. Tyrėjai šią seką sieja su Gondvanos superkalnų susidarymu ir vėlesniu jų erozijos laikotarpiu.
Kontrastingą foną suteikia vadinamasis „nuobodžiojo milijardo“ laikotarpis, trukęs nuo maždaug 1 800 iki 800 mln. metų prieš dabartį. Tuo metu Žemėje nebuvo superkalnų, todėl vandenynams trūko maistinių medžiagų, o biologinė evoliucija buvo beveik sustojusi. Šis palyginimas išryškina tyrėjų nagrinėjamą skirtumą tarp dviejų labai ilgų Žemės istorijos etapų: vienu laikotarpiu superkalnų nebuvimas siejamas su ribotu maistinių medžiagų prieinamumu, kitu – Gondvanos superkalnų erozija siejama su intensyvesne fotosinteze, didesniu deguonies kiekiu ir kambro periodo gyvybės pokyčiais.
Ką leidžia modeliuoti naujieji duomenys
Tyrimas nepakeičia fakto, kad Antarktida dabar išlieka beveik visiškai uždengta ledu, tačiau iš jūrinių nuosėdų paimti cirkono grūdeliai atveria būdą rekonstruoti jos gerokai ankstesnę praeitį. Nustatytas 650–450 mln. metų amžiaus pikas, dvylikoje vietovių surinkti mėginiai ir 8 995 grūdelių bendras duomenų rinkinys leidžia kalbėti apie Antarktidą kaip apie svarbų Gondvanos kalnodaros pėdsakų archyvą. Artimiausia šių rezultatų paskirtis – geocheminiai modeliai, kuriuose bus tikslinamas superkontinentų erozijos ryšys su klimatu, vandenynų chemine sudėtimi ir gyvybės atsiradimo sąlygomis kitose planetose.
Atrastas ryšys jungia itin skirtingus mastelius: mikroskopinius cirkono grūdelius, iki 10 mln. kvadratinių kilometrų siekiantį Rytų Antarktidos ledo skydą, prieš šimtus milijonų metų vykusią kalnodarą ir prieš maždaug 538 mln. metų prasidėjusį kambro gyvybės sprogimą. Tyrimo duomenys nepateikia šiandieninių pokyčių Antarktidoje vertinimo. Jie skirti paaiškinti, kaip senovėje kalnynų formavimasis bei jų erozija galėjo pakeisti aplinkos chemines sąlygas. Būtent šis ilgalaikis ryšys tarp uolienų, vandenynų ir atmosferos yra pagrindinė naujojo darbo reikšmė.
Šaltiniai
Dažniausiai užduodami klausimai
Ką mokslininkai atrado po Antarktidos ledu?
Mokslininkai nustatė, kad po Antarktidos ledu glūdi senovinio, Himalajams mastu prilygstančio superkalnyno šaknys bei jo erozijos pėdsakai. Šis atradimas rodo, kad prieš 650–450 milijonų metų šiame žemyne vyko intensyvi kalnodara, susijusi su Gondvanos superkontinento susidarymu.
Kaip tyrėjai ištyrė po ledu paslėptą Antarktidos geologiją?
Kadangi daugiau kaip 99,5 procento Antarktidos dengia ledo skydas, mokslininkai tyrė jūrinių nuosėdų mėginiuose išlikusius mikroskopinius cirkono mineralų grūdelius. Analizuodami 1 712 grūdelių amžių urano ir švino datavimo metodu, jie sugebėjo atkurti pirminių uolienų kilmę ir senovinius geologinius procesus.
Kokią įtaką gyvybei Žemėje turėjo senovinis Antarktidos kalnynas?
Ardantis Gondvanos superkalnams, į vandenynus pateko beprecedentis maistinių medžiagų, tokių kaip fosforas ir geležis, kiekis. Šis srautas skatino fotosintezės šuolį, padidino atmosferos deguonies kiekį ir tiesiogiai prisidėjo prie kambro gyvybės sprogimo prieš maždaug 538 milijonus metų.
