Новые страницы геологической летописи в образцах пород из «Окаменелого леса» северной Аризоны

26 февраля 2021 г.

Образцы керна помогут ученым ответить на вопросы о климате позднего триаса (более 200 миллионов лет назад) и восстановить геологическую историю Северной Аризоны. Статья с результатами исследования была опубликована в журнале PNAS.

4–8 миллионов лет назад почти всю северо-западную часть штата Аризона (США) покрывал крупный водный бассейн. Сейчас здесь расположен национальный парк Петрифайд-Форест, который известен своими уникальными древними окаменелостями. Особую известность получили хорошо сохранившиеся окаменелые деревья, имеющие характерную темно-красную окраску. Они росли на Земле около 225 миллионов лет назад, в конце триасового периода мезозойской эры.

В то время регион, где теперь находится американский парк, располагался недалеко от экватора, в юго-западной части суперконтинента Пангеи и отличался влажным субтропическим климатом. Наиболее старая часть отложений того времени состоит из ила, песка, глины и других осадочных пород. Более новая часть включает лаву и вулканический пепел от извергавшихся неподалёку вулканов.

Окаменевшие деревья привлекают внимание многих ученых и исследователей по всему миру. Они были найдены в породах формации Чинле. Максимальная мощность формации Чинле на территории парка достигает 240 м. Формация Чинле представлена преимущественно осадочными породами.

Именно здесь сотрудникам кафедры наук о Земле и планетах университета Рутгерса в Нью-Брансуике посчастливилось собрать и проанализировать образцы красных песчаников, которые нельзя найти больше нигде в мире. В общей сложности было отобрано 518 метров керна.

Ведущий автор исследования Кристофер Дж. Лепре, доцент кафедры наук о Земле пишет, что «немотря на то, что красные песчаники формации Чинле являются отличными палеомагнитными маркерами, диагенетическое происхождение гематита в этих отложениях зачастую ставятся под сомнение».

Гематит придает характерную ярко-красную окраску классическим песчаникам триасово-юрского комплекса Северной Америки. Благодаря ему, в частности, формация Чинле также получила название «красный горизонт».

Измеряя изменения спектра видимого света (отраженного и поглощаемого) в образцах керна из формации Чинле, ученые продемонстрировали, что по концентрации гематита (а точнее пигментного гематита или «пигментита») можно точно отследить начало и конец периода позднетриасовых муссонных дождей, которые проходили над плато Колорадо в Аризоне. По оценке ученых, он длился 14.5 миллионов лет. Ученые использовали эту информацию для оценки взаимосвязи между экологическими изменениями, климатом и эволюцией наземных позвоночных организмов.

Исследование ставит под сомнение общепринятые представления в ученом сообществе о том, что гематит имеет крайне ограниченное применение в интерпретации геологии прошлого. Такие представления связаны с тем, что он является продуктом естественных химических изменений, которые произошли спустя много времени после того, как прошел процесс седиментации.

Но гематит – это также и самый распространенный поверхностный оксид железа на Земле, образовавшийся в результате приповерхностных процессов. Он является крайне важным минералом для решения многих геологических проблем, пишут ученые.

Исследователи отмечают, что используемый научный метод был впервые применен к столь древним горным породам эпохи позднего триаса (более 200 миллионов лет назад).

Читать подробнее:

Источник: Hematite reconstruction of Late Triassic hydroclimate over the Colorado Plateau

Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»

Печать