Ученые подтвердили смещение магнитных полюсов Земли в древности

Ученые подтвердили гипотезу о том, что 570–550 миллионов лет назад магнитные полюса Земли располагались не на севере и юге, как сейчас, а в районе экватора. Полученные данные позволяют лучше понять историю нашей планеты и могут быть полезны для уточнения моделей геологических процессов и движения континентов в древности. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Geoscience Frontiers.

В эдиакарский период, 635–539 миллионов лет назад, на Земле появилась так называемая эдиакарская биота — первые в истории мягкотелые многоклеточные организмы, которые затем были заменены более сложными животными, ставшими предками современных видов. Кроме того, одновременно произошли масштабные изменения климата, сдвиги в химическом составе океанов и атмосферы, а также значительные возмущения магнитного поля Земли.

Однако природа и причины таких изменений остаются неизвестными. Например, существует несколько гипотез, пытающихся объяснить причины магнитных аномалий. Одна из них предполагает, что магнитные полюса Земли раньше располагались вблизи экватора, а не в современных точках вблизи Южного и Северного полюсов. Другие говорят об ускоренном движении литосферных плит или смещении земной коры и мантии относительно оси вращения планеты.

Исследователи Геологического института РАН (Москва) и Института геологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН (Уфа) подтвердили, что в эдиакарский период расположение магнитных полюсов Земли действительно изменилось.

Авторы исследовали породы джежимской свиты южной части Тиманского хребта на территории современной Республики Коми. Именно здесь на поверхность выходят докембрийские породы возрастом более полумиллиарда лет.

В ходе экспедиций 2021–2025 годов исследователи собрали более 214 образцов горных пород для палеомагнитного анализа. Прежде всего, авторы определили их возраст двумя независимыми методами: путем анализа уровней радиоактивных изотопов в очень стабильном минерале цирконе и по останкам мягкотелых организмов - эдиакарской биоты. Оказалось, что изученные породы джежимской свиты зажаты во временном интервале позднего эдиакарского периода – 570–550 миллионов лет назад.

Затем авторы оценили остаточную, то есть существующую с момента образования, намагниченность минералов, входящих в состав изученных пород. Этот параметр позволяет определить, где в древности находилась горная порода по отношению к магнитным полюсам Земли, и, следовательно, вычислить ее географическую широту.

Оказалось, что в эдиакарский период магнитные полюса Земли не соответствовали современным — они располагались в районе экватора. Это означает, что все прежние представления о палеошироте, и, соответственно, о расположении древних континентов, могут быть неверными, поскольку они основывались на координатах, рассчитанных относительно современных магнитных полюсов. Приняв во внимание новые данные о магнитном поле в древности, ученые уточнили местонахождение древнего Балтийского континента, на котором образовались изучаемые авторами породы.

"Интересно, что наши данные позволяют также пересмотреть популярную гипотезу "Земли-снежка", которая предполагает, что планета испытала глобальное оледенение - от полюсов до экватора. Дело в том, что эта гипотеза была сформулирована на основе более ранних палеомагнитных и палеоширотных данных, согласно которым магнитные полюса и широты в древности соответствовали современным. Если предположить, что поле было повернуто на 90 градусов, то получается, что ледниковые отложения были на самом деле там, где они есть сейчас – только на полюсах. Мы продолжим изучение эдиакарских отложений в других регионах, чтобы окончательно поставить точку в этом вопросе», – говорит руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией стратиграфии верхнего докембрия Геологического института РАН Антон Колесников.

Ранее ученые установили, что представители эдиакарской биоты — древнейших сложных многоклеточных организмов — обитали на территории современного Среднего Урала примерно 558,65 млн лет назад, а, возможно, и раньше. Полученные датировки свидетельствуют о том, что подобные существа появились на Земле раньше, чем считалось.