Доктор Роуэн Мартиндэйл, палеоэколог и геобиолог из Техасского университета в Остине, прогуливалась в долине Дадес в Центральном Высоком Атласе (горный хребет в Марокко, самая высокая часть Атласских гор). Но внезапно увидела нечто, что буквально заставило ее остановиться, пишет Рhys Оrg.
Это была не обычная прогулка: Мартиндэйл и ее коллеги, в числе которых — Стефан Боден из Орхусского университета, совершали пешую экскурсию по скалистому ландшафту, целью которой было изучение древних рифовых систем, некогда существовавших на уровне моря. Для достижения целей исследователям потребовалось преодолеть многослойные образования турбидитов — осадочных отложений, созданных мощными подводными обрушениями материала. Хотя на таких поверхностях обычно наблюдается рябь, Мартиндэйл обратила внимание на странное наложение ряби и складок, явно не соответствующее обычным геологическим закономерностям.
«Когда мы поднимались по этим турбидитам, я оглянулась вокруг, и меня сразу привлекло это изящное волновое строение слоев, — рассказывает Мартиндэйл. — Я тут же позвала Стефана: „Ты должен вернуться сюда. Здесь есть морщинистые структуры“».
Морщинистые структуры — это микроскопические гребни и впадины от миллиметра до сантиметра, формирующиеся на песчаных отложениях благодаря развитию колоний водорослей и микроорганизмов, создающих плотные биоматы. Как правило, такие образования исчезают вскоре после появления животных, способных их разрушать, поэтому их редко находят в породах моложе 540 млн лет — периода, когда начались стремительные изменения в биоценозах. Сегодня такие структуры характерны для прибрежных зон с приливами, где господствуют фотосинтезирующие организмы.
Однако турбидиты, по которым шел маршрут ученых, формировались на глубине не менее 180 метров, куда практически не проникал солнечный свет — условие, которое делает невозможным образование современных биоматов. Более того, предыдущие попытки зарегистрировать подобные структуры в древних турбидитах были подвергнуты сомнению, поскольку не смогли доказать их достоверность. Таким образом, открытие Мартиндэйл представляет собой серьезный научный парадокс, требующий нового понимания процессов формирования осадков в глубоководных условиях.
К тому времени, когда были изучены образцы, им было около 180 миллионов лет — эпоха, когда животные по всей планете активно разрушали хрупкие морские экосистемы, включая те, что могли поддерживать морщинистые структуры. По всем внешним признакам, такие образования в глубоководных турбидитах вообще не должны были существовать. Тем не менее, Мартиндэйл почувствовала необходимость проверить свое видение, несмотря на противоречие с установленными представлениями.
Для этого исследователь предложила проанализировать все доступные данные, чтобы убедиться, что это действительно морщинистые структуры в турбидитах, ведь такие образования, как правило, связаны с фотосинтезирующими организмами, а в условиях глубины 180 метров и ниже света нет — значит, их появление невозможно по стандартной модели.
После подтверждения, что породы действительно являются турбидитами, команда перешла к анализу текстур. Химический анализ слоев, расположенных непосредственно под складками, выявил повышенный уровень органического углерода — явный сигнал биогенного происхождения. Дополнительно были проанализированы видео с подводных роботов, снятые на дне океана за пределами фотической зоны. Камеры зафиксировали наличие плотных микробных матов, развивающихся не на основе солнечной энергии, а за счет хемосинтеза — процесса, при котором бактерии используют химические соединения, например сульфиды, для получения энергии.
Объединив данные о геологическом контексте, результаты химического анализа и современные аналоги, команда пришла к выводу: перед ними — первый в истории случай фиксации хемосинтетических морщинистых структур в геологических отложениях. Турбидиты, будучи мощными потоками, несли с собой питательные элементы и органический материал, создавая локальные условия с низким уровнем кислорода — идеальные для жизнедеятельности хемосинтетических микробов. В периоды между обвалами на поверхности осадка развивались маты, которые, со временем, высыхали и сморщивались, оставляя характерную текстуру. Иногда, при благоприятных условиях, эти структуры сохранялись даже после новых обрушений.
Результаты исследования представлены в журнале Geology.
