Proceedings of the National Academy of Sciences에 발표된 연구에 따르면 , 새로운 연구는 눈덩이 지구 기간 동안 고대 빙하에 의해 최대 10억년의 지질학적 시간을 나타내는 암석이 조각되었다는 추가 증거를 제공합니다. 기간. (또는 지구의 빙하작용).
이 연구는 지구 주변 지역에서 최대 5km 두께의 암석 침식과 관련된 지질학적 기록의 일시적인 공백인 지구의 대부정합(Earth's Great Unconformity)의 원인에 대한 논쟁의 최신 결과를 제시합니다.
이 시기의 퇴적암이 여러 곳에서 사라졌다는 사실은 암석 기록의 가장 수수께끼 같은 특징 중 하나였습니다. 지구 과학 부교수이자 이번 연구의 주요 조사자인 C. Brenhin Keller는 말했습니다. 이러한 결과를 통해 패턴이 훨씬 더 이해되기 시작합니다 .
대부정합(Great Unconformity)으로 알려지게 된 엄청난 양의 사라진 암석은 19세기 후반 그랜드 캐니언에서 처음 명명되었습니다. 이 놀라운 지질학적 특징은 먼 시대의 암석층이 교차하는 곳에서 볼 수 있으며, 화석이 있는 암석이 화석이 없는 암석 위에 직접적으로 자리잡고 있는 곳에서 종종 확인됩니다.
이것은 지구 역사상 매우 흥미로운 시기였습니다 , 다트머스 박사후 연구원이자 논문의 주요 저자인 Kalin McDannell은 말합니다. 대부정합은 화석 기록에서 너무 갑작스러워 항상 수수께끼였던 캄브리아기 생명의 폭발의 토대를 마련합니다. 지질학적, 진화적 과정은 일반적으로 점진적입니다 .
한 세기가 넘도록 연구자들은 잃어버린 지질학적 시간의 원인을 설명하려고 노력해 왔습니다. 지난 5년 동안 두 가지 상반된 이론이 나타났습니다. 하나는 이 바위가 7억년에서 6억3천5백만년 전 사이인 눈덩이 지구 시대에 고대 빙하에 의해 조각되었다고 설명합니다. 다른 하나는 약 10억년에서 5억 5천만년 전 초대륙 로디니아(Rodinia)가 형성되고 해체되는 동안 훨씬 더 오랜 기간에 걸친 일련의 판 구조적 사건에 초점을 맞추고 있습니다.
2019년 켈러가 주도한 연구에서는 극저온 빙하 기간 동안 대륙 빙상에 의한 광범위한 침식이 암석 손실을 초래했다고 처음 제안했습니다. 이는 눈덩이 지구 시대와 동시에 대량의 대규모 침식이 일어났다는 것을 시사하는 지구화학적 지표에 기초한 것입니다. 새로운 연구는 이전 연구 결과를 검증하고 발전시킵니다. 켈러가 말했다. 여기서 우리는 북미의 넓은 지역에 걸쳐 극저온 기간에 암석 냉각과 수 킬로미터의 발굴에 대한 독립적인 증거를 제공합니다 .
이 연구는 열연대학의 상세한 해석을 바탕으로 평가를 수행합니다. 열연대학을 통해 연구원들은 시간이 지남에 따라 광물 결정이 경험하는 온도와 주어진 열 구조에 따른 대륙 지각에서의 위치를 추정할 수 있습니다. 이러한 역사는 사라진 암석이 언제 제거되었는지, 현재 표면에 노출된 암석이 언제 발굴될 수 있는지에 대한 증거를 제공할 수 있습니다.
연구원들은 이전에 발표된 북미 지역 4개 지역에서 수집한 열시계 데이터의 여러 측정값을 사용했습니다. 크래톤(craton)으로 알려진 이 지역은 대륙의 화학적, 물리적으로 안정된 부분으로, 당시에는 판구조 활동이 흔하지 않았던 곳입니다.
암석이 경험한 시간-온도 궤적을 조사하는 시뮬레이션을 실행함으로써 연구에서는 전 세계 눈덩이 지구 빙하 동안 약 2~3km의 침식과 일치하는 빠르고 대규모 냉각의 광범위한 신호를 기록했습니다. 북미 내부.
다른 연구에서는 빙하의 기원에 의문을 제기하기 위해 열연대학을 사용했지만, 대부정합과 같은 전지구적인 현상에는 전지구적인 평가가 필요합니다. 맥다넬이 말했다. 빙하작용은 눈덩이 지구 시대의 광대한 지역에 걸친 침식에 대한 가장 간단한 설명입니다. 왜냐하면 빙상은 당시 북미 대부분을 덮고 있었으며 효율적인 암석 굴착기였을 것으로 생각되기 때문입니다. .
연구팀에 따르면, 지각 활동이 사라진 암석을 조각했다는 반대 이론은 2020년에 또 다른 연구 그룹이 고대 빙하가 막대한 암석 손실을 일으킬 만큼 침식적이었는지 의문을 제기하면서 제기되었습니다. 해당 연구에서는 열연대학도 사용했지만 구조적으로 활동적인 단일 위치에 대체 기술을 적용했으며 눈덩이 지구 이전에 침식이 발생했음을 시사했습니다. 기본 개념은 매우 간단합니다. 무언가가 바위 덩어리를 제거하여 시간 낭비가 발생한다는 것입니다. 켈러가 말했다. 저희 연구에 따르면 이 정도 규모의 원인은 빙하 침식뿐인 것으로 나타났습니다. .
연구원들에 따르면, 새로운 발견은 또한 약 5억 3천만 년 전 캄브리아기 폭발 동안 암석의 침식과 복잡한 유기체의 출현 사이의 연관성을 설명하는 데 도움이 됩니다. 눈덩이 지구 시대의 침식으로 인해 해양에 영양이 풍부한 퇴적물이 퇴적되어 복잡한 생명체의 구성 요소를 위한 비옥한 환경을 제공한 것으로 생각됩니다.
이 연구는 암석이 어떻게 침식되었는지에 대한 두 가지 가설이 상호 배타적이지 않다고 지적합니다. 대부정합이 형성되는 동안 구조론과 빙하 작용이 지구 시스템의 붕괴에 기여했을 가능성이 있습니다. 그러나 지각 가장자리에서 멀리 떨어진 대륙 중앙의 침식은 오직 빙하 작용만으로 설명할 수 있는 것 같습니다. 궁극적으로, 대부정합과 관련하여, 신원생대(Neoproterozoic)의 독특한 환경 조건과 함께 로디니안(Rodinian) 대륙의 더 집중된 적도 지역의 재구성(들)이 일반적으로 받아들여지는 시기임이 입증되었을 수 있습니다. 지구 역사상 유례없는 지질학적 우연 , 연구 결과에 따르면.
팀에 따르면, 이것은 열연대학적 모델링 접근 방식을 사용하여 10억 년이 넘는 기간을 연구하는 최초의 연구입니다. 앞으로 팀은 다른 대륙에서 작업을 반복하여 대부정합이 어떻게 생성되고 보존되었는지에 대한 이러한 가설을 추가로 테스트할 예정입니다. 연구의 격차를 해소하는 것은 지구의 초기 역사와 기후, 구조 및 생지화학적 과정의 상호 연결성을 이해하는 데 매우 중요합니다.
지괴 가장자리를 따라 지각 침식이 있었을 수 있다는 사실이 빙하 작용을 배제하는 것은 아닙니다. 맥다넬이 말했다. 부정합은 복합적인 특징이며, 우리의 연구는 극저온 침식이 주요 원인임을 암시합니다. 그러나 이전과 이후의 침식이 서로 다른 위치에서 부정합 표면의 형성에 관여했을 가능성이 있습니다. 글로벌 검토를 통해 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다 .
글꼴
다트머스대학 | Kalin T. McDannell, C. Brenhin Keller, William R. Guenthner, Peter K. Zeitler, David L. Shuster , 대부정합의 기원에 대한 열연대학적 제약 , 미국국립과학원회보(2022년 2월), 119 (5) e2118682119; DOI:10.1073/pnas.2118682119
