Пустыню Намиб породили река и течение

Пустыня Намиб на юго-западном побережье Африки – одна из самых древних и загадочных песчаных пустынь на Земле. Само по себе существование прибрежных пустынь – интересное явление. Холодное Бенгельское течение, которое проходит как раз недалеко от пустыни, создает особые условия атмосферной циркуляции, когда холодный и влажный воздух смешивается с горячим и сухим. Этот процесс, как показали исследования, блокирует вертикальные потоки воздуха, поэтому осадки формируются очень слабо. И лишь иногда побережье покрывается слоем густого тумана. Тогда из своих укрытий выползает множество насекомых. Для питья они используют влагу, которая конденсируются на поверхности их тела. Причем этого количества им оказывается достаточно для того, чтобы продержаться несколько дней и даже вывести потомство.

Хотя современные экосистемы пустыни Намиб достаточно хорошо изучены, в ее прошлом ученые находят множество загадок. Поэтому исследователи из Лондонского университета (University of London), Геологического института и института геохимии и петрологии (Цюрих, Швейцария) и Оксфордского университета под руководством Питера Вермиша (Piter Vermeesch) выясняли, как именно формировалась эта пустыня. «Неизвестно, образовались ли пески Намиб в результате выветривания местных горных пород или же они попали в этот район из какого-то другого удаленного источника», -- пишут авторы исследования.

Путешествие длиной в миллион лет

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые применили U-Pb метод датировки цирконового песка, из которого состоит пустыня. Метод основан на том, что исследователи определяют в минерале содержание урана (U) и свинца (Pb). Естественно, содержание обоих элементов в разных минералах разное. Оно зависит и от концентрации элементов в момент образования минерала, и от времени его образования (со временем уран распадается с образованием свинца). Оказалось, что образцы песка, взятые на севере пустыни Намиб и в районе Оранжевой реки (на юге пустыни), по соотношению U-Pb абсолютно идентичны. А образцы других пород -- нет. Это значит, по словам Вермиша, что источник песков пустыни Намиб и есть пески реки Оранжевая.

«Пески на территории пустыни занимают площадь примерно 34 тыс. км² . По последним данным, климат на этой территории стал сухим и жарким еще в миоцене – примерно 23-5 млн лет назад. Скорее всего, сухая погода воцарилдась здесь сразу после формирования Атлантического океана. А песчаные дюны пустыни Намиб сформировались намного позже», -- поясняют авторы. Чтобы выяснить точно, когда это произошло, Вермиш проанализировал содержание в песке изотопов ¹⁰ Be, ²⁶Al и ²¹Ne. Дело в том, что когда песок выходит на поверхности земли, на него начинает оседать изотоп алюминия ²⁶Al, который образуется из атмосферного аргона под действием протонов космического излучения. Под действием другой ядерной реакции из атмосферных кислорода и азота образуется и изотоп бериллия -- ¹⁰Be. А из тяжелого кислорода ¹⁸О под действием альфа-частиц получается ²¹Ne. Если последний изотоп стабильный, то бериллий и алюминий обладают периодами полураспада -- 720 тысяч и 1600 тысяч лет соответственно. Поэтому со временем соотношение алюминия и бериллия становится 6,8:1 – на каждые 5 изотопов ¹⁰Be приходится 34 изотопа ²⁶Al. Это свойство даже используют для датировки предметов, попавших в замкнутые помещения вместе со старыми (долго лежавшими на солнце) песками. Ведь там радиоактивные изотопы продолжают распадаться, а новые не образуются. И равновесие нарушается.

В случае с пустыней Намиб ситуация получилась совершенно обратная -- попав на поверхность, песчинки больше не лишались Солнца. Однако изотопный анализ показал, что самым древним пескам пустыни Намиб, которые прошли 400 км и составляют ее северный край, не более одного миллиона лет. Причем, двигались песчинки параллельно Бенгельскому течению вместе с формируемыми течением ветрами.

Статья доктора Вермиша «Sand residence times of one million years in the Namib Sand Sea from cosmogenic nuclides» опубликована в последнем номере журнала Nature Geoscience.