Известно, что на протяжении неопротерозоя произошло 3-4 оледенения. 2 из них – Стертское и Мариноанское – считают глобальными. В эти периоды глобальная температура значительно снизилась, достигнув на экваторе соответствия современным условиям Антарктиды. Вследствие этого ледовый покров распространился от полюсов до экватора, а его мощность составляла 1-2 км. Поэтому данный этап геологической истории называют «Землей-снежком». Стертское оледенение существовало 717-660 млн лет назад. Мариноанское продлилось с 650 до 635 млн лет назад. Остальные ледниковые периоды этого времени были короче и более локализованными.
Существует ряд гипотез относительно факторов, вызвавших серию оледенений в неопротерозое. Особый научный интерес связан со Стертским ледниковым периодом ввиду его продолжительности. Например, одна из теорий предполагает, что предшествующая оледенению интенсивная вулканическая активность привела к насыщению атмосферы газами вроде диоксида серы, снижающими поступление солнечного излучения. Другая гипотеза, подтвержденная результатами прошлогоднего исследования Университета Квебека, предполагает сокращение концентрации углекислого газа в атмосфере за счет «силикатного выветривания» канадской магматической провинции Франклин.
Целью нового исследования Сиднейского университета и Университета Аделаиды стало определение причин экстремального климата крупнейшего ледникового периода. Ученые начали с изучения ледниковых отложений Стертского оледенения из австралийской горной области Флиндерс. Далее они использовали программу EarthByte для моделирования тектоники литосферных плит. Исследователи сосредоточились на эволюции тектоники после распада Родинии 750 млн лет назад (спустя 350 млн лет после ее формирования). Они сопоставили полученные данные с модельными расчетами выбросов углекислого газа вулканами вдоль срединно-океанических хребтов.
По словам автора исследования, состав атмосферы в то время определялся геологическими факторами ввиду отсутствия жизни. Основным парниковым газом был CO2, источником которого служили недра, а поглощение его происходило за счет выветривания силикатных пород.
Результаты показали, что начало Стертского оледенения соответствует сокращению поступления CO2 из недр до рекордно низкого уровня, сохранявшегося на протяжении всего ледникового периода. В то же время на территории современной Канады началось выветривание вулканической провинции Франклин. В результате этого содержание углекислого газа в атмосфере сократилось до половины современного уровня (менее 200 частей на млн). Со становлением ледового покрова его высокое альбедо дополнительно способствовало поддержанию низкой температуры путем отражения солнечного света.
Полученные результаты отражают влияние концентрации парниковых газов в атмосфере на глобальный климат и могут быть использованы для прогнозирования.
В настоящее время отмечается сокращение вулканических выбросов углекислого газа. Это связано с замедлением движения литосферных плит ввиду их столкновения. С другой стороны, ученые отмечают что, по данным НАСА, геологические изменения климата очень длительны, в то время как антропогенные трансформации происходят в 10 раз быстрее. Поэтому существует гипотеза, предполагающая изменение климата на протяжении следующих 250 млн лет в сторону условий Пангеи Ультима, характеризующихся очень высокими температурами, угрожающими существованию млекопитающих.
