400 миллионов лет тому назад, в начале палеозойской эры, огромную территорию земной поверхности занимал Мировой океан. По данным науки, на этот период приходится расцвет морских беспозвоночных животных. В каких условиях они жили? Какова была температура и соленость воды в далекой древности? В наши дни определить параметры палеоклимата обычно помогают расчеты и те свидетели древних эпох, которые сохранились до нас.
К числу такого рода «свидетелей», очевидно, нужно отнести глубоко залегающие подземные минерализованные воды, которые в далеком геологическом прошлом были поверхностными водами, были частью древнего Мирового океана. Захороненные затем глубоко под земной поверхностью, эти воды не соприкасались с атмосферой планеты, поэтому содержание в них многих химических элементов, особенно газов, не изменилось с тех далеких времен.
Особый интерес ученых привлекает аргон, этот химически инертный газ, содержащийся в глубоко залегающих подземных водах. Он мог попасть туда только двумя путями: либо сверху — из древней атмосферы, когда эти подземные воды были на поверхности Земли, или же снизу — в результате радиоактивного распада калия, который содержится в земных породах.
Оказалось, что «верхний» и «нижний» аргон сравнительно легко различаются между собой, происхождение аргона легко читается по изотопному составу газа. При радиоактивном распаде калия преобладает тяжелый изотоп аргона с атомным весом 40, в то же время в атмосфере гораздо больше, чем в земной коре, содержится более легких изотопов аргона — с атомными весами 38 и 36.
В современном океане аргон по изотопному составу практически не отличается от аргона атмосферного. Что касается древних подземных вод, то, если вычесть вклад тяжелого изотопа, содержание и изотопный состав аргона в них не отличаются от океанической воды наших дней.
Исследовав подземные воды в районах Поволжья, Днепровско-Донецкой впадины, в Центральном Предкавказье и содержание в них аргона, унаследованное из древней атмосферы, ученые пришли к следующему выводу: за последние 400 миллионов лет содержание аргона в атмосфере Земли практически не изменилось. Тщательно проведенный расчет показал также, что вода древних морей и океанов по своей средней солености тоже не отличалась от современных океанических вод.
Л. Гуцало. О концентрации аргона в атмосфере Земли на протяжении фанерозоя. «Доклады АН СССР, геохимия», том 257, № 6, 1981.
