Пустыня, которая постарела на 20 миллионов лет: Атакама переписывает учебники геологии
Пустыня Атакама начала формироваться примерно на 20 миллионов лет раньше, чем считалось прежде, — задолго до того, как по соседству выросли Анды. К такому выводу пришли авторы нового исследования, которое буквально состарило одну из древнейших пустынь мира.
Ранее научный консенсус гласил, что гиперзасушливое ядро Атакамы сложилось между 15 и 20 миллионами лет назад: примерно тогда же поднимались Анды, а у чилийского побережья устанавливались холодные океанические течения. Однако свежая работа утверждает: экстремально сухие условия воцарились здесь более 40 миллионов лет назад. Древняя пустыня оказалась еще древнее.
«Наши результаты указывают на то, что гиперзасушливое ядро пустыни Атакама установилось в среднем-позднем эоцене [47,8–33,9 млн лет назад], о чем свидетельствует крайне низкая активность поверхности, — заявил соавтор исследования Бенедикт Риттер-Принц, геолог из Кёльнского университета в Германии. — Это делает ее самым продолжительным непрерывно сухим регионом на Земле и заставляет переосмыслить, как и когда формируются столь экстремальные среды».
Результаты, опубликованные 20 мая в журнале Nature Communications, помогут ученым понять глобальные факторы, способствующие образованию пустынь, и эволюцию жизни в засушливых регионах.
Датировка засушливого ядра
Занимая до 130 000 квадратных километров на севере Чили, пустыня Атакама является одним из самых сухих регионов мира. Анды на востоке блокируют осадки с Атлантики, а береговой уступ на западе отсекает влагу тихоокеанских туманов. Центральная, гиперзасушливая область получает, как правило, менее 5 миллиметров осадков в год. Отсутствие дождей подавляет эрозию и позволяет веками накапливаться рыхлой, похожей на муку гипсовой почве. Достигнув критической толщины, этот слой впитывает редкую влагу, оставляя поверхность пустыни практически неизменной на протяжении колоссальных отрезков времени.
В новом исследовании Риттер-Принц и его коллеги измерили, как долго поверхность центральной части пустыни оставалась нетронутой — это и служит ключом к разгадке времени наступления гиперзасушливых условий. Команда собрала образцы кварцевой гальки — минерала, устойчивого к выветриванию и ветровой эрозии, — в разных точках Атакамы. Для этого потребовалось внедорожное путешествие вглубь пустыни. «Когда едешь туда, можно провалиться на два метра в эту гипсовую пыль, — рассказал Риттер-Принц Live Science. — Поэтому добыть образцы довольно сложно».
Затем ученые измерили количество редких изотопов (версий элементов) неона и бериллия в собранных камнях. Эти так называемые космогенные нуклиды образуются, когда космические лучи из дальнего космоса сталкиваются с объектами на поверхности планеты. Чем дольше камень лежит нетронутым под открытым небом, тем больше этих изотопов в нем накапливается.
Неожиданная находка и новый взгляд на эволюцию
Около 24% образцов содержали более высокий, чем ожидалось, уровень космогенных нуклидов — а значит, они пролежали на поверхности Земли гораздо дольше, чем считалось ранее. Если прежние исследования датировали начало высыхания гиперзасушливого ядра эпохой раннего-среднего миоцена (20–15 млн лет назад), то новые данные отодвигают этот рубеж как минимум до позднего эоцена — около 40 миллионов лет назад.
«Сама идея, что там лежит галька, которая находится на поверхности до 45 миллионов лет… это просто поразительно», — признался Риттер-Принц.
Анды ни при чем?
Открытие заставляет совершенно иначе взглянуть на историю региона. Выходит, пустыня начала формироваться вовсе не тогда, когда поднялись Анды и перекрыли доступ океанической влаге. Истинным спусковым крючком могло стать глобальное похолодание, наступившее после Раннеэоценового климатического оптимума (54–49 млн лет назад) — периода, когда уровень углекислого газа в атмосфере был колоссальным, а температуры на планете на 10–16°C превышали доиндустриальный уровень.
Это означает, что рождение Анд не запустило, а лишь многократно усилило уже шедшее высыхание. Будущее моделирование климата, по словам Риттер-Принца, поможет точно реконструировать этот процесс.
Понимание того, как и когда возникла пустыня, проливает свет и на историю жизни в регионе. «С этими данными мы можем лучше понять, как живые организмы адаптируются к конкретным событиям и почему происходит расхождение видов», — пояснил ученый. Переход к гиперзасушливым условиям мог, например, перекрыть пути миграции животных, изолировав популяции друг от друга и запустив механизм видообразования. Так самая сухая пустыня планеты оказывается не только геологическим феноменом, но и гигантской природной лабораторией эволюции, которая, как выясняется, работала на десятки миллионов лет дольше, чем мы могли вообразить.
