Осадки Джунгарского бассейна. Ученые нашли взаимосвязь между хаосом Солнечной системы и углеродным циклом Земли

Ученые из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук совместно с коллегами из Колумбийского университета и других научных учреждений, изучая осадочные породы формации Сангунхэ (поздняя юра) в Джунгарской впадине, обнаружили сведения о неустойчивости Солнечной системы и глобальных циклах углерода.

Исследовательская группа применила комплексный подход к анализу хорошо сохранившихся озерных отложений Джунгарской впадины в Китае, объединив астрохронологию, седиментологию, геохимию и палинологию. Анализ выявил периодические колебания в орбитах Марса и Земли, а именно цикл большого эксцентриситета Марса-Земли, определяющий изменение эллиптичности земной орбиты на протяжении миллионов лет. Эти орбитальные вариации влияют на количество солнечного света, достигающего Земли, и, следовательно, на климат и глобальный круговорот углерода.

Работа выявила ранее неизвестный цикл продолжительностью 1,6 миллиона лет в изотопном составе углерода, отличающийся от существующего 2,4-миллионного цикла большого эксцентриситета. Это открытие предоставило геологическое подтверждение гипотезы о хаотичности Солнечной системы, согласно которой гравитационное взаимодействие между планетами может приводить к непредсказуемым орбитальным изменениям в далеком прошлом. Результаты расширяют наши представления о планетарной динамике за пределы 60 миллионов лет, которые обычно охватывают современные орбитальные симуляции.

Параллельно с этим исследование проливает свет на реакцию углеродного цикла Земли во время крупного климатического события – события Дженкинса, периода глобального потепления около 183 миллионов лет назад. Ученые связали это событие с 1,6-миллионным орбитальным циклом, показав, что изменения изотопного состава углерода, зафиксированные в озерных отложениях Джунгарской впадины, вероятно, отражают колебания концентрации CO2 в атмосфере, вызванные орбитальной динамикой.

В отличие от морских и глубоководных озер, где углеродные колебания кажутся более выраженными, Джунгарский бассейн, возможно, сохранил более репрезентативный сигнал глобальной углеродной системы.

Данное исследование демонстрирует, как древние осадки могут служить окном в планетарную динамику и процессы, происходящие в системе Земли, позволяя ученым лучше понять эволюцию Солнечной системы и то, как орбитальные изменения влияют на климат и углеродный цикл на Земле.

Сочетая достижения планетологии и палеоклиматологии, работа способствует уточнению астрономических моделей, проверке гравитационных теорий и углублению знаний о долгосрочной чувствительности климата Земли.

Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Изображение: полевая фотография Фан Яньань и Пола Олсена в формации Сангунхэ на участке Хаоцзягоу в Джунгарской впадине. Автор: Фан Яньань. Источник: phys.org