Einige ungewöhnliche Felsen auf dem Pikes Peak in Colorado zeigen, dass eine Verbindung zur Geschichte der Schneeball-Erde fehlt

Vor etwa 700 Millionen Jahren kühlte sich die Erde so stark ab, dass Wissenschaftler davon ausgehen, dass riesige Eisschichten den gesamten Planeten wie ein riesiger Schneeball umhüllten.Dieser globale Tiefkühlzustand, bekannt als Schneeballerde, ausgehalten für Dutzende Millionen Jahre.

Doch wie durch ein Wunder frühes Leben nicht nur gehalten, sondern gediehen.Als das Eis schmolz und der Boden auftaut, Es entstand komplexes vielzelliges Leben, was schließlich zu den Lebensformen führte, die wir heute kennen.

Der Schneeball-Erde-Hypothese basiert weitgehend auf Beweisen aus Sedimentgesteinen, die in Gebieten freigelegt wurden waren einst entlang der Küsten und flache Meere sowie Klimamodellierung.Physikalische Beweise dafür, dass Eisschilde das Innere von Kontinenten in warmen Äquatorregionen bedeckten, waren Wissenschaftlern bisher entgangen.

In neue Forschung Unser Geologenteam wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht und beschreibt das fehlende Glied, das in einem ungewöhnlichen kieseligen Sandstein gefunden wurde, der im Granit eingeschlossen ist, der den Pikes Peak in Colorado bildet.

Ein Schneeball-Erde-Rätsel auf einem Berg lösen

Pikes Peak, ursprünglich Tavá Kaa-vi genannt vom Ute-Volk gegründet, gibt diesen bemerkenswerten Felsen ihren angestammten Namen Tava.Sie sind bestehend aus erstarrten Sandinjektiten, die sich auf ähnliche Weise wie eine medizinische Injektion bildete, als sandreiche Flüssigkeit in darunter liegendes Gestein gepresst wurde.

Eine mögliche Erklärung für die Entstehung dieser rätselhaften Sandsteine ​​ist der enorme Druck einer darüber liegenden Schneeball-Erde-Eisdecke, der mit Schmelzwasser vermischte Sedimente in das darunter liegende geschwächte Gestein drückt.

Ein Hindernis für die Prüfung dieser Idee war jedoch das Fehlen einer Altersangabe für die Gesteine, aus der hervorgeht, wann die richtigen geologischen Umstände für die Sandinjektion vorlagen.

Wir haben einen Weg gefunden, dieses Rätsel zu lösen, indem wir Eisenadern nutzten, die entlang der Tava-Injektite in der Nähe von Pikes Peak und anderswo in Colorado gefunden wurden.

Eisenmineralien enthalten sehr geringe Mengen natürlich vorkommender radioaktiver Elemente, einschließlich Uran, die langsam zerfällt mit bekannter Geschwindigkeit zum Element Blei.Aktuelle Fortschritte in Laserbasierte radiometrische Datierung ermöglichte es uns, das Verhältnis von Uran- zu Bleiisotopen im Eisenoxidmineral Hämatit zu messen und so herauszufinden, wie lange es her ist, dass sich die einzelnen Kristalle gebildet haben.

Die Eisenadern scheinen sich sowohl vor als auch nach der Injektion des Sandes in das Grundgestein Colorados gebildet zu haben:Wir fanden Hämatit- und Quarzadern, die beide Tava-Gänge durchschnitten und von Tava-Gängen durchschnitten wurden.Dadurch konnten wir eine Altersspanne für die Sandinjektite ermitteln, die sich vor 690 bis 660 Millionen Jahren gebildet haben müssen.

Also, was ist passiert?

Der Zeitrahmen bedeutet, dass diese Sandsteine ​​während der Kryogenzeit vor 720 bis 635 Millionen Jahren entstanden sind.Der Name leitet sich von „kalte Geburt“ im Altgriechischen ab und steht als Synonym für Klimaveränderungen und die Störung des Lebens auf unserem Planeten – einschließlich der Schneeball-Erde.

Während die Auslöser der damaligen extremen Kälte umstritten sind, gibt es vorherrschende Theorien Veränderungen in der Aktivität der tektonischen Platten, Dazu gehört auch die Freisetzung von Partikeln in die Atmosphäre, die das Sonnenlicht von der Erde weg reflektieren.Schließlich, a Ansammlung von Kohlendioxid durch vulkanische Ausgasungen könnte den Planeten erneut erwärmt haben.

Die auf dem Pikes Peak gefundene Tava dürfte sich in der Nähe des Äquators im Herzen eines Vulkans gebildet haben alter Kontinent namens Laurentia, das sich im Laufe der Zeit und über lange tektonische Zyklen allmählich in seine heutige nördliche Position in Nordamerika bewegte.

Der Ursprung der Tava-Gesteine ​​ist umstritten seit über 125 Jahren, aber die neue Technologie ermöglichte es uns zum ersten Mal, sie schlüssig mit der kryogenen Schneeball-Erde-Periode in Verbindung zu bringen.

Das Szenario, das wir uns für die Sandinjektion vorstellen, sieht in etwa so aus:

Ein riesiger Eisschild mit Gebieten mit geothermischer Erwärmung an seiner Basis produzierte Schmelzwasser, das sich mit quarzreichem Sediment darunter vermischte.Das Gewicht der Eisdecke erzeugte enorme Drücke, die diese sandige Flüssigkeit in das Grundgestein drückten, das bereits über Millionen von Jahren geschwächt worden war.Ähnlich wie heute beim Fracking für Erdgas oder Öl riss der Druck das Gestein auf und drückte das sandige Schmelzwasser hinein, wodurch schließlich die Injektite entstanden, die wir heute sehen.

Hinweise auf ein weiteres geologisches Rätsel

Die neuen Erkenntnisse untermauern nicht nur die globale Schneeball-Erde-Hypothese weiter, sondern das Vorhandensein von Tava-Injektiten in schwachen, gebrochenen Gesteinen, die einst von Eisschilden überlagert wurden, liefert auch Hinweise auf andere geologische Phänomene.

Durch Erosion entstandene Zeitlücken in der Gesteinsaufzeichnung werden als Unstimmigkeiten bezeichnet ist heute überall in den Vereinigten Staaten zu sehen, am berühmtesten am Grand Canyon, wo stellenweise über eine Milliarde Jahre Zeit fehlen.Diskordanzen treten auf, wenn eine anhaltende Erosionsperiode die Bildung neuerer Gesteinsschichten verhindert und einen nicht konformen Kontakt hinterlässt.

Unsere Ergebnisse belegen, dass sich vor der kryogenen Schneeballerde eine große Diskordanz in der Nähe des Pikes Peak gebildet haben muss.Das steht im Widerspruch zu Hypothesen, die die Entstehung der Großen Diskordanz darauf zurückführen großflächige Erosion durch Schneeball-Erde-Eisplatten selbst.

Wir hoffen, dass die Geheimnisse dieser schwer fassbaren kryogenen Gesteine ​​in Colorado zur Entdeckung weiterer terrestrischer Aufzeichnungen der Schneeballerde führen werden.Solche Erkenntnisse können dazu beitragen, ein klareres Bild unseres Planeten während Klimaextremen und der Prozesse zu entwickeln, die zu dem bewohnbaren Planeten führten, auf dem wir heute leben.