Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Геологии>>Тектоника плит определила развитие жизни на Земле

Вторник, 11 Февраль 2014 16:48

Тектоника плит определила развитие жизни на Земле

Автор 

Климат Земли не расстилал красный коврик первой многоклеточной жизни. Кембрийскому взрыву предшествовал криогений, во время которого лёд, возможно, дважды сковывал всю планету целиком. Кембрий, напротив, превратил Землю в теплицу: атмосферная концентрация углекислого газа с тех пор никогда не была настолько высокой. Затем вновь похолодало, хотя до уровня морозильника температура больше не опускалась. 

Гора Шаста в Калифорнии, входящая в систему Каскадных гор — континентальной дуги (фото NASA Earth Observatory). Гора Шаста в Калифорнии, входящая в систему Каскадных гор — континентальной дуги (фото NASA Earth Observatory). Кое-какие данные о тогдашней температуре и атмосферном уровне углекислого газа сохранились, но трудно сказать, по каким причинам в то время происходили изменения. Геолог Райан Маккензи из Техасского университета в Остине (США) и его коллеги попытались разобраться в свидетельствах вулканической активности того периода, ибо это основной источник CO2 в геологической летописи. Чтобы это сделать, пришлось поискать множество иголок в самых разных стогах сена.

В магматических породах, таких как гранит и его вулканический двойник риолит, можно найти крошечные кристаллы минерала под названием циркон. Циркон — лучший друг геолога во многих отношениях. В его ловушку попадают радиоактивный уран и свинец, и по их распаду можно в точности определить возраст кристалла. К тому же это удивительно прочный минерал, способный пережить эрозию, которая разрушает многие другие кристаллы. Самая старая часть Земли из когда-либо датированных — миниатюрная крупинка циркона возрастом 4,4 млрд лет, найденная в осадочной породе, которая сформировалась «всего лишь» около 3 млрд лет назад. 

Цирконы — это летопись характеристик магматических пород, в которых они сформировались. Иными словами, они могут рассказать исследователям о вулканах, которые произвели их на свет. Поскольку вулканы вдоль зон субдукции — наиболее распространённый источник тех видов магматических пород, которые включают в себя цирконы, последние способны указать на местоположение этих вулканов, даже если с тех пор попали в осадочные породы. 

Исследователи свели результаты анализа цирконов в осадочных породах всего мира в один набор данных. Возраст цирконов говорит о том, когда континентальные дуги вулканов были активны вдоль зон субдукции. А когда вулканы работают, они не только формируют новые вулканические породы, но и извергают CO2 и, следовательно, влияют на климат. 

Таким образом удалось обнаружить низкую активность континентальных дуг во время ледниковых периодов криогения, пик активности в кембрийском периоде и последующее снижение. Иными словами, вулканическая активность повышалась во время тёплых периодов, когда рос уровень CO2 в атмосфере, и снижалась в холодные периоды. 

В прошлом году аналогичная корреляция была описана для мелового периода. Утверждалось, что, поскольку тектоника плит привела к более активному формированию континентальных дуг, вулканическая деятельность могла освободить CO2 из карбонатных пород вдоль границ континентов. Вопреки предыдущим гипотезам, новая идея гласит, что континентальные дуги — более важный источник атмосферного CO2, чем подводный вулканизм срединно-океанических хребтов. 

Когда кембрийский период подошёл к концу, сложился суперконтинент Гондвана (позднее ставший южной половиной Пангеи). Поскольку моря, разделявшие части будущей Гондваны, оказались закрыты, субдукция остановилась, и континентальные дуги утихли. 

Исследователи указывают на Гималаи как пример такого явления, но в меньшем масштабе. Индийский субконтинент был соседом Австралии, когда образовалась Пангея. Когда же она распалась, Индия пошла на север, толкая перед собой океанскую кору и создавая тем самым вулканическую дугу на переднем крае своего движения. Однако к тому времени, когда Индия столкнулась с Евразией, уже не было никакой океанской коры, поэтому субдукция не состоялась — и вулканы, некогда возвышавшиеся по обе стороны исчезнувшего моря, остались без топлива. 

Одного этого было достаточно, чтобы снизить выделение углекислого газа в атмосферу. Кроме того, сжатие континентальных плит привело к образованию горной цепи внушительных размеров, которая быстро разрушалась, и силикатные породы, распадаясь, впитывали CO2. Результатом стало значительное уменьшение CO2 в атмосфере. 

Собирание Гондваны было лишь одним из многих столкновений, происходивших в то время. Континентальные арки, спавшие в криогении, воспламенились, когда континенты начали двигаться друг к другу, выбрасывая в воздух CO2 и нагревая планету. Когда континенты столкнулись, вулканическая активность прекратилась, и эрозия, возможно, помогла охладить Землю. 

Таким образом, вполне вероятно, что континентальные дуги сыграли важную роль в изменении климата в течение этого времени, то есть климатические экстремумы были неизбежным следствием тектоники плит. И, соответственно, тектоника плит определила состояние биосферы. Многоклеточные организмы впервые появляются в палеонтологической летописи в период криогения и начинают бурно развиваться с потеплением. В кембрии, однако, на пике жары происходит несколько массовых вымираний. Когда мир немного остыл, жизнь снова начала процветать и разносторонне развиваться. 

Возможно, тектоника плит и изменения климата были не только злодеями. Некоторые исследователи полагают, что эти факторы ответственны также за появление скелетов из карбоната кальция — событие, сыгравшее ключевую роль в кембрийском взрыве. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.


Прочитано 6076 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Флоридский аллигатор оказался живым ископаемым

20-09-2016 Просмотров:4594 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Флоридский аллигатор оказался живым ископаемым

Населяющие американский полуостров Флорида аллигаторы являются настоящим анахронизмом и имеют все основания претендовать на почетный статус живого ископаемого. Таковы результаты исследования палеонтологов Флоридского университета, изучающих древнюю фауну полуострова. Череп аллигатораКак выяснили...

У кротов обнаружили стереоскопическое обоняние

06-02-2013 Просмотров:8880 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У кротов обнаружили стереоскопическое обоняние

У всех млекопитающих зрение и слух трёхмерны. Но есть некоторые животные, у которых трёхмерным оказывается ещё и обоняние. Что для этого нужно? — Чтобы сигналы от каждой ноздри поступали в...

Эволюция биосинтеза белка могла начаться до появления рибосом

27-08-2013 Просмотров:7544 Новости Цитологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Эволюция биосинтеза белка могла начаться до появления рибосом

Во время биосинтеза рибосома строит полипептидную цепь в соответствии с кодом, который она читает на матричной РНК. Сырьё для постройки белка приходит к рибосоме в виде аминоацилированных транспортных РНК: к каждой...

Ощущение прикосновения мозг обрабатывает в два этапа

27-05-2015 Просмотров:5309 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ощущение прикосновения мозг обрабатывает в два этапа

Японские ученые выяснили, что сигнал, передаваемый нашим чувством осязания, проходит в два этапа с помощью двух частей коры головного мозга — сенсорной и двигательной. Об этомсообщается в журнале Neuron. Ученые из японского института...

В Африке водятся «летучие панды»

16-04-2013 Просмотров:9844 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Африке водятся «летучие панды»

Исследователи из университета Бакнелла, штат Пенсильвания, ввели в систематику животного мира новый род и вид рукокрылых млекопитающих, открытый в Южном Судане. Сотрудники этого вуза участвуют в программах по охране окружающей...

top-iconВверх

© 2009-2020 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.