Как окаменелое дерево хранит историю Земли длиной в 300 миллионов лет

Окаменелое дерево из музея — не просто сувенир. Исследователи во главе с геологом доктором Штеффеном Трюмпером из Мюнстерского университета доказали, что оно может хранить геологическую историю целого региона на протяжении сотен миллионов лет. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports. Об этом пишет сайт Phys.org.

Ученые изучили окаменелые стволы длиной до 20 метров из гор Кифхойзер в Тюрингии, Германия. Эти ископаемые, известные с XVIII века, залегают в красных речных отложениях. Цвет обусловлен оксидами железа, что указывает на теплый сезонно-сухой климат. Деревья росли в тропических сухих лесах суперконтинента Пангея, когда регион находился близ экватора около 300 миллионов лет назад.

Ключ к разгадке — кварц, который заместил древесину в процессе окаменения. Растворенная кремниевая кислота проникла в мертвую древесину, сохранив тончайшие анатомические структуры. За миллионы лет кремнезем кристаллизовался в кварц, постепенно замещая исходную ткань. Команда выявила пять последовательных поколений кремниевой кислоты, каждое из которых содержит информацию о температуре, давлении и составе растворов.

Пять стадий охватывают период в 200 миллионов лет — от позднего карбона до раннего мела. С учетом последующего поднятия к поверхности Земли этот период достигает 300 миллионов лет. Это самая длинная задокументированная последовательность стадий минерализации древесины на сегодняшний день.

Для анализа «капсул времени» ученые применили множество методов: катодолюминесценцию кварца, изучение флюидных включений, изотопы кислорода и кремния, рамановскую термометрию, электронно-зондовый микроанализ и U-Pb датирование. «Микроскопические флюидные включения в кварце были особенно информативны — они сохранили точные условия роста кристаллов», — поясняет Трюмпер. Так, часть древесины находилась на глубине 3–5,5 км при температуре 160–240 °C.

Результаты выходят за рамки Кифхойзера. «Удивительно, что окаменелость размером с ладонь вмещает геологическую историю целого региона за сотни миллионов лет, — говорит Трюмпер. — Последовательность из пяти стадий минерализации ранее не документировалась. Поскольку окаменелое дерево встречается во многих горных породах мира, это открывает новый ценный источник информации для науки». Однако анализ показал, что пригодность древесины для анализа бассейнов зависит не столько от тектонической обстановки, сколько от климатических и седиментологических условий при захоронении.

В исследовании также участвовали Университет Георга Августа в Гёттингене, Технологический институт Карлсруэ, Музей естествознания в Хемнице и Фрайбергская горная академия.