Реконструированный поперечный разрез долины Дадес, демонстрирующий раннетоарскую экспансию дельтовой системы с преобладанием волновых процессов. Показана вертикальная смена фаций в клиноформе: от турбидитов у подножия склона в нижней части формации Тагудит в основании (где наблюдаются складчатые структуры) до прибрежных отложений формации Тафраут со следами выхода на сушу в верхней части. Толщина клиноформы, составляющая ~200 м, интерпретируется как минимальная оценка глубины воды в тот период, учитывая, что большая часть толщи состоит из уплотнённых мергельных и глинистых пород. Реконструкция основана на стратиграфических и геометрических данных из работ Andrieu et al. (2022) и Krencker et al. (2022). Источник: Geology (2025). DOI: 10.1130/g53617.1
Доктор Роуэн Мартиндейл, палеоэколог и геобиолог из Техасского университета в Остине, прогуливалась по долине Дадес в Центральном Высоком Атласе в Марокко, когда увидела нечто, что буквально заставило её замереть на месте.
Мартиндейл и её коллеги, в том числе Стефан Боден из Орхусского университета, отправились в поход по скалистой долине, чтобы изучить экологию древних рифовых систем, которые когда-то находились ниже уровня моря. Чтобы добраться до рифов, им сначала нужно было пройти через множество слоёв турбидитов — отложений, образовавшихся в результате мощных подводных потоков обломков. На турбидитах часто встречаются следы ряби, но Мартиндейл заметила неровности, которые казались неуместными.
«Когда мы поднимались по этим турбидитам, я огляделся по сторонам, и моё внимание привлекла эта красивая волнистая поверхность», — рассказывает Мартиндейл. «Я сказал: „Стефан, тебе нужно вернуться сюда. Это складчатые структуры“».
Морщинистые структуры — это гребни и впадины размером от миллиметра до сантиметра, которые могут образовываться на песчаных почвах, когда сообщества водорослей и микроорганизмов формируют маты или агрегаты. Морщинистые структуры обычно разрушаются в результате жизнедеятельности животных, поэтому они редко встречаются в породах, образовавшихся позднее 540 миллионов лет назад, когда произошёл взрывной рост эволюции животных. Сегодня морщинистые структуры обычно встречаются в мелководных приливных зонах, где процветают фотосинтезирующие водоросли.
Образец, найденный в пласте с текстурой «старой слоновьей кожи». A) Полевая фотография образца в обнажении. B) Крупный план текстуры «слоновьей кожи», сохранившейся на основании пласта. C) Полированное поперечное сечение образца слоновьей кожи (NPL00090502.001) с аннотациями, указывающими на подразделения по Буме: бесструктурный базальный песчаник (Ta), интервал с параллельной слоистостью (Tb), содержащий удлиненные темно-коричневые растительные остатки, и песчаник с косой слоистостью (Tc). Источник: Geology (2025). DOI: 10.1130/g53617.1
Но турбидиты, по которым шёл Мартиндейл, залегали слишком глубоко, чтобы до них мог добраться свет, — по крайней мере, на глубине 180 метров от поверхности. Это значит, что складки не могли быть образованы теми же водорослями, которые формируют их сегодня. На самом деле несколько предыдущих исследований, в которых предполагалось наличие складчатых структур в древних турбидитовых отложениях, были оспорены.
Кроме того, возраст скал составлял всего около 180 миллионов лет, в то время как по всему миру животные разрушали хрупкое морское дно. Судя по всему, этих складок там быть не должно было. Мартиндейл поняла, что ей нужно приступить к работе, чтобы убедиться, что она может доверять своей интуиции.
Изучение загадочных складчатых структур
«Давайте рассмотрим все доказательства, которые мы можем найти, чтобы убедиться, что это складчатые структуры в турбидитах», — говорит Мартиндейл, потому что складчатые структуры, обычно имеющие фотосинтетическое происхождение, «не должны находиться на такой глубине».
Когда команда тщательно изучила геологические данные и установила, что слои осадочных пород действительно являются турбидитами, следующим шагом было подтверждение того, что наблюдаемые текстуры действительно являются биотическими складками. Анализ показал, что слои, расположенные непосредственно под складками, содержат повышенное количество углерода, что свидетельствует о биотическом происхождении. Кроме того, видео с дистанционно управляемых подводных аппаратов, снятые на морском дне глубоко под фотической зоной, показали, что микробные маты могут формироваться хемосинтезирующими бактериями — бактериями, которые получают энергию в результате химических реакций, а не от света.
Сопоставив данные о геологических условиях, химическом составе и современных аналогах, команда пришла к выводу, что они обнаружили хемосинтетические складчатые структуры в геологической летописи. Они определили, что турбидиты приносят с собой питательные вещества и органику, снижая уровень кислорода и создавая благоприятные условия для хемосинтетической жизни.
Затем, в периоды затишья между отложениями турбидитов, эти бактерии образуют маты поверх осадочных пород, которые впоследствии покрываются характерными складками, как это наблюдал Мартиндейл в Марокко. Обычно следующий турбидит размывает мат, но время от времени маты и их складки сохраняются. Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.
Значение для исследований ранних форм жизни
В дальнейшем Мартиндейл надеется провести лабораторные эксперименты, чтобы выяснить, как эти структуры могут формироваться в турбидитах. Она также надеется, что эти результаты подтолкнут других исследователей к тому, чтобы включить хемосинтетические маты в парадигму, которая ранее предполагала только фотосинтетическое происхождение складчатых структур. Тогда геологи смогут искать складчатые структуры в новых местах, которые ранее считались бесперспективными для поиска ранних форм жизни на Земле.
«Структуры в виде складок — действительно важные свидетельства ранней эволюции жизни», — говорит Мартиндейл. Игнорируя их возможное присутствие в турбидитах, «мы можем упустить ключевой момент в истории микробной жизни».