Сокровищница древних пород, собранных из ледниковых морен, буквально раскрыла глубокую историю одной из самых малоизученных сред на планете - скал и горных поясов, скрытых под ледниковым щитом Восточной Антарктиды. До этого исследования ученые имели лишь самое смутное представление о том, когда, как и почему сформировались горы и ландшафты, ныне погребенные под крупнейшим в мире ледниковым щитом.

"Эти горы и ландшафты были погребены под многокилометровыми толщами льда в течение последних 14 миллионов лет", - говорит Пол Фицджеральд, профессор наук о Земле и окружающей среде в Колледже искусств и наук. "Они гораздо более удалены, чем Эверест или самая глубокая часть океана".

Теперь некоторые из тектонических загадок этого недоступного региона раскрыты. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Communications, первый автор Фицджеральд и второй автор Джон Гудж, заслуженный профессор геологических наук из Университета Миннесоты в Дулуте, использовали инновационный отбор образцов горных пород и радиометрическое датирование этих пород, чтобы раскрыть историю центральной части Восточной Антарктиды за последние полмиллиарда лет.

Загадочные горы

Исследователи отобрали гранитные валуны возрастом от 1 до 2 миллиардов лет, зная, что породы такого возраста не встречаются больше нигде в Антарктиде и, следовательно, должны происходить из-под ледникового щита, возможно, из больших и загадочных подледниковых гор Гамбурцева. Это объясняется тем, что при эрозии гор ледники - медленно движущиеся реки льда - переносят валуны на поля отложенных камней и осадков, называемые ледниковыми моренами, у края континента.

Ученые долгое время ломали голову над субгляциальными горами Гамбурцева только потому, что они полностью погребены подо льдом, и никто не знает, из каких пород состоит эта гряда. Недавние подледные снимки хребта указывают на его невулканическое происхождение, но если это не вулканизм, то какие тектонические силы были ответственны за его формирование? Зная, когда образовались горы, исследователи могут приступить к решению этой загадки.

Но как определить, когда сформировался горный пояс, тем более такой, который полностью погребен подо льдом? Определив историю низкотемпературного охлаждения пород. И здесь в игру вступает взаимодополняющий опыт.

Фицджеральд, уроженец Новой Зеландии, и Гудж, американец, были хорошими друзьями с тех пор, как встретились в 1986 году в Трансантарктических горах в качестве аспирантов. Но они никогда не работали вместе. Теперь у них появился шанс сделать это. Гудж собрал валуны, а Фицджеральд обладал знаниями в области термохронологии. Оба они десятилетиями занимались геологией Антарктики.

Когда образуются горы, они поднимаются и формируют высокий рельеф. В результате эрозии горные породы выходят на поверхность. В процессе эксгумации горные породы остывают. Определение того, когда и как быстро остывают породы, помогает определить, когда в геологическом времени образовались горы. Для понимания истории остывания геологи используют термохронологию - анализ временно-температурной истории горных пород с помощью радиометрической датировки. Относительно большой размер валунов позволил исследователям проанализировать их с помощью различных радиометрических методов.

Результаты

Результаты показали, что внутренняя часть Восточной Антарктиды пережила три основных периода быстрого охлаждения, которые связаны с крупными тектоническими событиями. Во-первых, суперконтинент Гондвана образовался в результате столкновения континентов около 500 миллионов лет назад. Во-вторых, суперконтинент Гондвана начал распадаться около 180 миллионов лет назад. Наконец, около 100 миллионов лет назад началось разрушение высокогорного плато, связанное с образованием рифтовой системы между Восточной и Западной Антарктидой. В целом, эти выводы имеют хороший геологический смысл.

Пока еще очень рано понимать геологические загадки, которые скрывает огромная масса Восточно-Антарктического ледникового щита. Однако для Фицджеральда особенно важно волнение, вызванное открытием. "Мы брали пробы в месте, о котором знали очень мало. Для нас это было все равно, что получить для изучения камни с Луны или Марса", - говорит он.