Наука и мистерија: Необична потрага за несталих милијарду година историје

„ЗАСТРАШУЈУЋА КАТАСТРОФА", гласио је наслов на насловној страни Чикаго трибјуна од 3. јула 1869. године.

Лист је говорио о инциденту у ком је учествовао шаролики тим истраживача предвођених једноруким, самоуким геологом Џоном Веслијем Пауелом.

Њихова мисија била је једноставна, али не и лака - да путују 1.600 километара низводно од обале Грин Ривера у Вајомингу, бележећи открића током тог путовања.

Прошло је више недеља откако су се последњи пут чуле било какве вести о експедицији и стрепња у јавности само је расла.

Сада је за новине говорио човек који је тврдио да је једини преживели из експедиције.

Последњи пут кад их је видео, рекао је он, Пауел је стајао на чамцу, машући шеширом у веселом поздраву... непосредно пре него што су читаву експедицију прогутали смртоносни брзаци.

Сатима касније, наратор је пронашао усамљену путничку торбу како плута низ реку.

У њој су биле Паулеове свеске.

Наредних недеља, трагична вест се свуда проширила.

Али Пауелова супруга није била уверена - а испоставило се да је била савршено у праву.

Убрзо је постало јасно да извор вероватно никад није ни срео Пауела, а камоли да је био члан експедиције.

Његова читава прича била је потпуно измишљена.

За то време, истраживачи су настављали путовање, потпуно несвесни бизарног скандала који се одвијао код куће.

И убрзо после тога, живи и здрави Пауел обелоданио је нестанак једне сасвим друге врсте - нестанак који ће збуњивати геологе наредни век и по.

Изгубљене године

Два месеца раније, Пауелов тим - необична скупина трапера, осумњичених бегунаца, индијанских извиђача, некадашњих уредника и бивших робијаша - натоварио је четири дрвена чамца на веслање свим што је потребно за путовање, па и велики број софистицираних научних инструмената.

Пред масом добронамерних посматрача који су се окупили око њих, подигли су малу америчку заставу и отиснули се у усковитлану воду испод себе.

Путовање ће потрајати 10 месеци и захтеваће немалу количину храбрости да би се окончала.

Било је готово свакодневних сусрета са ковитлацима, стрмим водопадима и претећим стенама, а у једном тренутку, Пауел је морао да бежи од шест метара широке бујице црвеног блата.

Тим је изгубио весло свега неколико сати од поласка на пут - а за нешто више од две недеље, струја је однела један од њихових чамаца.

Кући се вратити свега шесторица од укупно десеторице из првобитне поставе.

Тим је први пут стигао у Велики кањон 13. августа 1869. године.

У том тренутку им је преостало залиха за свега месец дана - мало прокислих јабука, гњиле сланине, устајалог брашна и један џак кафе - а чекале су их још многе непознате опасности.

Људи су се шегачили као и обично, али је Пауел написао да је за њега „весеље туробно, а пошалице језиве."

Чак и у тим очајничким временима, тим је био очаран непрестаном вртешком чуда.

Свуда око њих били су велики шиљци, извајани украсни потпорни стубови и чудни ћошкасти врхови планина - импозантан призор дивовских размера.

Од свега овога, Пауела су се највише дојмиле литице, које је касније описао као „библиотека богова" - место на ком су живописни слојеви стена формирали „стеновите странице једне велике књиге", у којој су могли да прочитају, реченицу по реченицу, како је настао универзум.

Тако је то макар из почетка изгледало.

Али онда је Пауел открио нешто чудно у збуњујућим висинама зидина кањона.

Стојећи у подножју литица и гледајући нагоре могао је да види дебели сегмент тврдих, кристализованих стена - углавном гранита и шкриљца (стене изложене снажном притиску), сложених у необично усправне слојеве.

Изнад тога била је 305 метара широка трака црвенкастог пешчара, у уредним хоризонталним линијама какве бисте и очекивали.

Али ево у чему је била квака - избројавши слојеве усправне кристализоване стене, Пауел је израчунао да би овај део требало да је 3,050 метара дебео.

У стварности, износио је свега 152 метра.

Недостајало је хиљаде стопа стена - оне су напросто ишчезле.

Он је ову појаву назвао Великом неусаглашеношћу и запитао се: „Како је то уопште могуће?".

Данас геолози знају да су најмлађе од чврстих кристализованих стена 1,7 милијарди година старе, док су најстарије у слоју пешчара формиране пре 550 милиона година.

То значи да у геолошком запису постоји рупа од више од милијарду година.

До данашњег дана нико не зна шта се десило са свим тим стенама између.

Глобална аномалија

Иако су недостајуће стене посебно упадљиве у Великом кањону, овај феномен је свеприсутан.

„То је једна од оних појава које се дешавају испод ногу многих људи а да они тога нису ни свесни", каже Стивен Маршак, професор емеритус са Катедре за геологију на Универзитету у Илиноису.

Он објашњава да ћете у средишту сваког континента, било да сте у Сједињеним Америчким Државама, Сибиру или Европи, ако бушите довољно дубоко, налетети на два слоја стена који учествују у овој мистериозној геолошкој аномалији.

„А то значи да свуда испод вас постоји та граница - понекад је близу површине и можете да је видите, понекад је километрима испод, али је увек ту, сем у планинским масивима где је потпуно нестала", каже Маршак.

„И стога је широко распрострањена, и прича нам веома, веома важну причу о историји Земље."

Као што алудира Маршак, разоткривање шта се десило током несталих милијарду година и што је довело до њиховог нестанка није тривијална ствар.

Два су разлога за то.

Први је да се сасвим случајно то десило непосредно пре једног другог необјашњивог догађаја - наглог бујања разноврсног живота на Земљи пре 541 милион година.

Камбријумска експлозија односи се на еру кад су океани одједном прешли са угошћавања ретких необичних и непознатих створења - као што су животиње у облику листова налик трифидима и огромни спљоштени овали који настављају да се опиру сваком покушају категоризације - на изобиље живота, са многим од великих таксономских група које су присутне и данас.

То се десило за свега 13-25 милиона година - што ће рећи, у трептају ока у еволутивном смислу.

Проблем је први пут идентификован 1840-тих, а посебно је задавао главобоље Чарлсу Дарвину.

Он га је назвао „необјашњивим" и жалио се у Пореклу врста: „…тешкоћа у приписивању било каквог ваљаног разлога одсуству огромних количина слојева богатих фосилима испод Камбријумског система је огромна."

Други разлог је што се сматра да је Земља прошла кроз радикалне климатске промене током изгубљених година - вероватно се претворивши у огромну ледену лопту, са готово потпуно замрзнутом површином.

Врло се мало тренутно зна о томе како је ова „снежна грудва од Земље" формирана или како је живот успео да опстане на њој.

Међутим, кад бисмо знали шта се десило у овом праисторијском мрачном добу, можда бисмо пронашли неке одговоре на ове трновите научне загонетке.

„Ово је интервал у Земљиној историји у ком се дешава много тога", каже Ребека Флауерс, ванредна професорка са катедре за геолошке науке Универзитета у Колораду, у Болдеру.

„И сви ови догађаји су очигледно на неки начин повезани, због чега мислим да је покушај да се распетљају везе између тих различитих процеса у овом кључном интервалу Земљине историје од прилично фундаменталног значаја", каже она.

Теорија 1: Снежна грудва

Једна идеја о томе шта је довело до несталог периода заснива се на ономе што се дешава са глечерима на Земљи данас.

Узмите друго највеће ледено тело на планети, Гренландски ледени покривач, који покрива око 80 одсто површине ове земље - отприлике 1,7 милиона квадратних километара.

Као и реке, и глечери могу да се крећу - само веома споро.

И док то чине, постепено са собом гуле кору на којој се налазе.

Ако то настави да се дешава десетинама хиљада или чак милионима година, ерозија на крају може да истроши значајну количину стена.

Као последица тога, Гренланд је изроварен ожиљцима властите глечерске историје, као што су дубоке долине и наглашени фројдови.

Али док су неки делови Гренланда издубљени у путујућем леду, друге су заштитили глечери који су били толико чврсти и фригидни да се уопште нису померали - и сачували земљу испод безбедно учаурену, поштедивши је било какве ерозије.

Ове области остале су главном непромењене и чине висоравни ове земље.

Први су оно што научници земље називају „влажним глечерима", док су потоњи „хладни", каже Ц. Бренхин Келер, ванредни професор са катедре за Науку о Земљи на Колеџу Дартмут, у Новом Хемпширу.

Ономад, док је Земља била огромна снежна грудва, како гласи ова теорија, исти процеси важили су за читаву површину планете.

И зато је једино питање колико је тачно оштра ова ера била - да ли су глечери били „влажни" или „хладни" - и да ли је та количина леда могла да еродира милијарде година стена.

Келер је 2018, заједно са колегама са бројних других универзитета, покушао да одговори на ово питање.

На основу модела који је развила једна друга група неколико година раније, они су претпоставили да би Земља као снежна грудва заиста могла на својој површини да има „влажне" глечере и да би они били изненађујуће покретни.

То је зато што би глобални ледени покривач колективно заточио толико воде да би ниво мора на Земљи драстично опао.

То би, заузврат, створило стрмији прелаз са копна на море, што значи да би се глечери на Земљиној површини брже кретали - баш као што се реке убрзају кад теку низводно.

Свеукупно гледано, почев од пре око 717 милиона година, а завршно се пре око 580 милиона година, тим је предвидео да би ледена фаза уклонила око три до пет километара усправних стена - више него довољно да објасни Велику неусаглашеност.

„Мислим да постоје убедљиви разлози да се верује како је то било прилично ерозивно", каже Келер, иако истиче да је количина изгубљених стена била свуда иста, „зато што је лед покретач ерозије који иде на све или ништа."

То би могло да објасни зашто у неком деловима света недостаје више стена него у другим.

Међутим, ово није могла да буда читава прича, зато што би и даље било потребно да прође још 40 милиона година да би се сложило много нових стена.

„Мислим да се ту у суштини дешава то да сте кору учинили топлијом тако што сте одстранили њен најхладнији део. То је чини пловнијом", каже Келер.

То је издигло земљу и направило места за још ерозије - што је копно више, брже еродира под обичним временским условима као што су киша и ветар."

Теорија 2: Смрт суперконтинента

Друга могућност је да је кривац суперконтинент Родинија - заборављено копно које је сконцентрисало Источни Антарктик, Индију, Сибир, Кину и велики део Јужне Америке, Северне Америке и одређене делове Африке на једно место.

Први пут се овај континент спојио пре око милијарду година, а распадао постепено све до пре 750 милиона година.

„Практично је спојио сву кору на свету у један огроман континент", каже Мајкл Делусија, докторанд са катедре за геологију на Универзитету у Илиноису који је написао студију на ову тему.

Он објашњава да се већи део врелине из средишта Земље испушта преко планинских масива на дну мора - океанских гребена - који настају на границама тектонских плоча.

Али кад се сво копно сабило на једно место, њих није било много, тако да се Родинија поприлично загрејала.

„И, наравно, кад сте ствари загреју, оне се шире", каже Делусија.

„И тако ми мислимо да је то ширење испод суперконтинента практично довело до издизања тла од шест до осам километара увис."

То не само да је убрзало цепање Родиније, већ је можда избрисало записе о свему што се десило у претходних милијарду година - још једном, копно је било више и стога је лакше еродирало.

Према овој теорији, Родинија би 200 милиона година изгледала као дивовска, брдовита висораван - лишена било каквог живота, који је још увек био ограничен на огроман океан око ње.

То је на крају еродирало малтене до ништавила.

„И ми ту ерозију видимо на свим актуелним континентима". каже Делусија.

Али то није крај приче.

Пука количина ерозије која се десила променила би хемијски састав атмосфере и океана, довевши до огромних климатских промена.

То би било супротно од онога што се дешава данас - док је кишница спирала површину суперконтинента, испуштала би јоне калцијума, који су се потом сливали у океан и формирали калцијум карбонат (главни састојак креде).

Ерозија је практично заточила угљен диоксид у океану, избацивши га из атмосфере и охладивши Земљу.

Према овом сценарију, планета би се претворила у снежну грудву након несталих милијарду године, а не пре њих.

„То је потом можда скинуло још наслага стена", каже Маршак, који је такође учествовао у овом истраживању, „што је повећало и појачало Велику неусаглашеност."

На крају би се указали старији слојеви стене испод Родиније која се цепала, спремни да се директно споје са новим наслагама стене који су настали кад се клима поново стабилизовала.

Како год да се десило, верује се да ерозија непојмљивијих количина стене и пресељење тих наслага у океане објашњава бујање живота које се десило непосредно након тога, током Камбријумског периода.

Посебно је упечатљиво - у време кад је било више растворених минерала у океану него икад пре - што се појавило много нових облика живота са костурима и шкољкама који су захтевали калцијум.

Међутим, Маршак жели да истакне да је ова расправа и даље у току.

„Има неколико ствари које су још спорне у вези с њом, и још су предмет истраживања", каже он.

Теорија: Помешане рупе

Што нас доводи до најскорије идеје.

Постоје само два могућа начина да милијарду година нестане тек тако - или није дошло до слагања стена или су све биле уклоњене (или оба).

Иако је Велика неусаглашеност највидљивија у Великом кањону, приступачна је и на бројним другим локацијама, од којих је једна Канадски штит, огромна област голе древне стене која окружују Залив Хадсон на североистоку земље.

И овде је недавно истраживање открило нови обрт.

„Чини се да се масовна ерозија у Великом кањону десила пре замрзавања Земље у снежну грудву", каже Флауерс, која је учествовала у истраживању, „док се на Канадском штиту десила касније, током или вероватно после, замрзавања Земље у снежну грудву."

То сугерише да епски прекид геолошких записа није био јединствен, конкретан феномен - већ уместо тога заправо постоје најмање два мини рупе, које су изгледале као једна велика зато што су се десило отприлике у исто време.

А онда је раније ове године наступило још једно изненађење.

Мало више од 150 година после Пауелове судбоносне експедиције, Флауерс и њене колеге вратили су се у Велики кањон да сами изведу испитивања.

Оно што су пронашли било је упечатљиво: чак и изгубљених милијарду година у Великом кањону можда није нестало у исто време, већ је можда уместо тога ишчезло у неколико одвојених догађаја током неколико стотина милиона година.

„На овим временским скалама, не иде нам баш од руке прецизно одређивање које време недостаје", каже Френсис Макдоналд, професор геологије на Калифорнијском универзитету у Санта Барбари, који је такође учествовао у истраживању.

„И тако је претходна теорија сугерисала да, у уреду, све је формирано одједном, са замрзавањем - али ми кажемо 'не, формирано је током стотина милиона година'… кад добијете боље податке, неусаглашености нису баш у корелацији."

Ако су два сета избрисаних стена заиста зависна један од другог, то сугерише да их ипак није изазвао један изузетан догађај као што је претварање Земље у снежну грудву.

У том случају, Флауерс сугерише да су можда формирани путем тектонских процеса који су гурали огромне количине земљине коре нагоре.

Можда није ни било ерозије - могуће је да је већа надморска висина само отежала депоновање наслага и да се стога уопште мало стена формирало током ове ере.

Нерешена мистерија

Ту, међутим, није крај. Расправа се наставља - сви експерти са којима сам разговарала истичу потребу за још података.

А, срећом, то би ускоро могло да се деси.

„Мислим да је дошло до обновљеног интересовања за ову геолошку енигму", каже Макдоналд.

Пре једне деценије, било је релативно мало истраживања о Великој неусаглашености и томе шта ју је изазвало.

Али талас екстравагантних нових теорија - и долазак технологије способне да их тестира - преобратили су ову област.

Једна крупна промена је техника позната као термохронологија, која подразумева екстраполацију историје стена мерењем како се њихова температура мењала откако су формиране.

„Дакле, на пример, код старијих метода, ако неко каже да су датирали гранит и он је 100 милиона година стар, углавном мисле на време кад се он охладио од магме и постао чврст", каже Маршак.

Са термохронологијом, не тражите кад је стена била формирана, већ отприлике кад је изгурана на Земљину површину - а то може да вам каже много о томе шта се дешавало у далекој прошлости наше планете.

„Ова техника нам је практично омогућила прозор у ком можемо да пронађемо записе о изгубљеном времену", каже Макдоналд.

И ко зна какве ће нам све тајне открити.

Зарија Горвет је новинарка ББЦ Будућност

Погледајте видео о четири изума која би могла да направе револуцију

Пратите нас на Фејсбуку и Твитеру. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]