Канарские палеопочвы «записали» пылевые бури Сахары и Сахеля

Daniel Muhs et al. / Quaternary Science Reviews, 2021

Геологи изучили толщу эоловых песков и палеопочв плейстоценового времени на Канарских островах. Выяснилось, что пески ветрового переноса сложены морскими карбонатными и вулканическими минералами, а палеопочвы содержат редкие для канарских пород кварц, слюду и каолинит и образовались из местного базальта и африканской пыли. Геохимический анализ глинистых минералов показал, что пыль на Канарские острова поступала как из Сахары, так и из Сахеля. По мнению авторов, пылевые бури в африканском регионе бушуют уже полмиллиона лет. Работа опубликована в Quaternary Science Reviews.

Регион Северной Африки — это главный поставщик пыли в мире. Ежегодно из пустыни Сахара и прилегающей саванны Сахель выдувается десятки миллионов тонн тонкодисперсного материала. Эти африканские пылевые облака регулярно укрывают горнолыжные курорты Европы желтым песком и переваливают через Атлантический океан в Карибский бассейн. У пыли из африканских источников есть три траектории распространения: зимний, летний и круглогодичный. Зимой пыль из Сахеля и южной Сахары перебрасывают в Атлантику бури Харматтан, летом — воздушный слой Сахары. На малых высотах круглый год дует пассат, который переносит пыль из Сахары на побережье северо-западной Африки.

В 100-500 километрах к западу от африканского континента лежит Канарский архипелаг. Цепочка из семи вулканических островов зажата между 28 и 29 градусами северной широты. Вулканическая порода укрыта толщей отложений, которая состоит из переслаивания эоловых песков с палеопочвами и содержит данные о периодах почвообразования в плейстоцене. Из-за близости Канар к Африке материал пылевых бурь часто оседает на островах. Архипелаг выступает седиментологической ловушкой для пыли на пути миграции в Атлантический океан. Несмотря на длительную историю изучения, вопросы датировки и основного источника тонкодисперсного материала на Канарах остаются открытыми. Согласно новому исследованию, во время событий Хайнриха происходило смещение климатических зон на юг. В этих условиях регион Сахеля усыхал и становился важным источником пыли наравне с Сахарой.

Исследователи из Великобритании, Испании и США под руководством Дэниэля Муса (Daniel Muhs) из Геологической службы США решили изучить историю переноса пыли из Африки в Атлантический океан и установить основного поставщика материала на Канары. Ученые изучили осадочную пачку пород на самых восточных в Канарском архипелаге островах Лансароте и Фуэртевентура. Для анализа отложений использовали минералогические методы и анализ геохимии макро- и микроэлементов. Геохронология отложений основана на наборе дат радиоуглеродного, аргон-аргонового и рубидий-стронциевого методов радиоизотопного датирования.

На острове Лансароте геологи изучили обнажение с эоловыми осадками и палеопочвами мощностью 16 метров. Отложения ветрового переноса представлены хорошо сортированными тонкозернистыми песками, которые состоят из карбонатных скелетных останков двустворчатых и брюхоногих моллюсков, и продуктами разрушения базальтов. Палеопочвы отличаются от вмещающих белых песков темно-коричневым цветом и высоким содержанием частиц глинистого размера. В обнажении на острове Фуэртевентура мощностью восемь метров исследователи выделили шесть эоловых секций, каждая из которых увенчана палеопочвой. Характеристики песков и почв совпадают с описанными на Лансароте.

Минералогический анализ показал, что палеопочвы содержат кварц и слюду. Это редкие минералы в базальтовых материнских породах Канарских островов, но типичные компоненты африканской пыли. Также был найден каолинит, который распространен в почвах Сахеля. Присутствие этих минералов подкрепляется геохимией макро- и микроэлементов. Высокие концентрации SiO2 (кварц, слюда, каолинит), Al2O3 (слюда и каолинит), K2O, Ba, Rb и Cs обнаружены в палеопочвах, а в эоловых песках эти оксиды и элементы имеют низкие концентрации.

Исследователи рассчитали соотношение слюды и каолинита для глинистой фракции канарских палеопочв. Это индикатор источника материала: высокие значения характерны для Сахары, низкие — для Сахеля. По результатам расчетов часть плейстоценовых палеопочв на Лансароте и Фуэртевентуре целиком образовалась на сахарской пыли, часть на сахельской, а часть содержит материал обоих африканских регионов.

Комбинация методов датирования указала на начало аккумуляции эоловых песков более 400 тысяч лет назад. Они выдувались с шельфа во время ледниковых периодов в связи с падением уровня Мирового океана. С наступлением межледниковий накопление песков прекращалось, и привнос пыли из Северной Африки начинал формировать почвы. Исследователи пришли к выводу, что сахарские и сахельские пылевые бури бушевали на протяжении большей части четвертичного периода и играли важную роль в образовании почв Канарских островов.

Пылевые бури бушуют не только на Земле. На Марсе орбитальные аппараты зафиксировали более 15 тысяч бурь в период с 1999 по 2014 год, а «Кьюриосити» нашел 50-метровый вихрь в кратере Гейл.

Елена Гарова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.