Окаменевшая древесина может быть не просто красивым камнем из музейной витрины. Ученые обнаружили, что отдельные ископаемые стволы способны хранить подробную летопись геологических процессов, происходивших на протяжении сотен миллионов лет.
К такому выводу пришла международная команда исследователей во главе с геологом Штеффеном Трюмпером из Университета Мюнстера. Объектом исследования стали окаменелые стволы из горного массива Кифхойзер в Тюрингии, на севере Германии. Некоторые из них достигают 20 метров в длину и лежат в древних красноцветных отложениях, сформированных потоками и разливами рек.
Около 300 млн лет назад эта территория находилась почти у экватора и входила в состав суперконтинента Пангея. Здесь росли древние родственники хвойных деревьев в тропических лесах с сезонно сухим климатом. Затем стволы были погребены паводками, а начавшийся процесс окаменения превратил древесину в своеобразную геологическую капсулу времени.
Кварц записал путешествие под землю
Главный «носитель информации» внутри ископаемого дерева — кварц. Сначала растворенная кремниевая кислота проникала в ткани древесины и буквально снимала слепок с клеточных стенок. Позже кремнезем постепенно кристаллизовался, а исходное органическое вещество замещалось минералом.
Исследователи обнаружили пять последовательных этапов минерализации. Они охватывают примерно 200 млн лет — от позднего каменноугольного периода до раннего мелового. Если учитывать последующее поднятие пород к поверхности, общий геологический сюжет растягивается примерно на 300 млн лет.
По составу кварца, изотопам, микроскопическим включениям жидкости и другим признакам ученые смогли восстановить, как менялись условия вокруг окаменевшей древесины. В какой-то момент отдельные фрагменты оказались на глубине примерно от 3 до 5,5 км, где температура достигала 160–240°C.
Иными словами, древнее дерево успело побывать не только в тропическом лесу, но и глубоко под землей. Геологическая версия поговорки «из огня да в полымя» — только вместо костра здесь работали давление, горячие растворы и движение земной коры.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Авторы считают, что метод может помочь изучать историю осадочных бассейнов и тектонические изменения в разных регионах мира. Правда, сработает такой природный архив не везде: многое зависит от климата, условий захоронения и состава осадков.
Почему это важно
Ученые обычно восстанавливают историю геологических бассейнов по породам, минералам, ископаемым и структурам залегания. Теперь к этому списку может добавиться окаменевшая древесина — материал, который одновременно сохраняет следы биологического происхождения и последующей «жизни» в недрах Земли.
Удивительно, что окаменелость размером не больше ладони может вместить геологическую историю целого региона, охватывающую сотни миллионов лет.
Это далеко не единственный случай, когда древняя растительность помогает заглянуть в прошлое планеты. Например, недавняя публикация Hi-Tech Mail рассказывает об окаменелом лесе в Англии, где сохранились стволы, ветви, пни и корневые системы древнейших деревьев. Также ученые изучали ископаемые остатки бука возрастом около 15 млн лет, чтобы проследить эволюцию рода Fagus.