Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Все добавления

Суббота, 05 Июнь 2010 00:00

Самоуничтожающийся лед

Автор

В истории Земли было несколько периодов оледенения. Ледники медленно накатывались с севера, покрывая многометровой толщей почти все Северное полушарие. Потом льды внезапно таяли, но после непродолжительного потепления наступали вновь. По последним данным, резкие похолодания и потепления на нашей планете происходили из-за изменения параметров орбиты. Но оказывается, что такие изменения климата происходили не только из-за астрономических факторов. Профессор университета Миннесоты (Миннеаполис) Ларри Эдвардс, изучая сталагмиты и кораллы, выяснил, что существенное влияние на климат планеты и в те древние времена оказывал углекислый газ.

Ученые нашли одну из причин  резких изменений климата на Земле Ученые нашли одну из причин резких изменений климата на Земле По самой распространенной в современной геологии теории в истории планеты было четыре масштабных оледенения.

Последнее оледенение началось примерно 110 тыс. лет назад и закончилось 12 тыс. лет назад. За эти 100 тыс. лет произошло несколько максимумов увеличения ледников. Последний ледяной максимум произошел около 20 тыс. лет назад. Льды прочным панцирем накрыли большую часть Северной Америки, Скандинавию, север Европы и Восточно-Европейскую равнину, а также Альпы и Гималаи и южные районы Южной Америки и Австралии. Уровень океана при этом был тогда на 120--135 м ниже сегодняшнего.

В самом конце последнего ледникового периода, несмотря на рост температур, произошли два сильных «мороза»: древний дриас (14 700--13 400 лет назад) превратил почти всю Европу в тундру и после короткого потепления -- «молодой дриас» (12 800--11 500 лет назад) в течение считанных месяцев надолго заковал Европу в лед.

Почему оледенение было не одно, а несколько? Объяснений этого феномена великое множество. В 1864 году мастер на все руки и физик-самоучка шотландец Джеймс Кролл предположил, что регулярные изменения параметров орбиты Земли меняли количество солнечного света, попадавшего на нее в разные времена года. Чем меньше солнечного тепла было зимой, тем больше скапливалось снега. Который превращался в лед. Чем больше становились ледниковые покровы, тем Земля больше отражала света и тепла. Шотландец предполагал, что существовали и другие факторы, влияющие на климат, например, изменения океанических течений.

Хотя со временем стало ясно, что Кролл ошибался в датировании ледниковых периодов, его орбитальную теорию возродил в начале XX века сербский инженер-строитель Милутин Миланкович. Он в отличие от шотландского физика решил определить, как изменения орбиты влияли на количество солнечной энергии, получаемой Землей в северных широтах только не зимой, а летом. Он пришел к выводу, что более холодные зимы не оказывали существенного влияния на рост ледниковых покровов в отличие от более холодных летних периодов. Если выпавший зимой снег не таял летом, то это приводило к росту ледников. Когда же летом было много солнечного света и тепла, ледники уменьшались.

Миланкович провел не одно десятилетие за расчетами, при помощи которых он хотел установить воздействие на климат трех эффектов: прецессии (поворот земной оси под действием Луны, с периодом около 25 750 лет); нутации (вековых колебаний угла наклона земной оси к плоскости орбиты с периодом около 41 тыс. лет) и долгопериодических колебаний эксцентриситета планеты (отличие эллиптической орбиты от круговой) с периодом около 93 тыс. лет.

На труды Милутина Миланковича почти не обращали внимание до 60--70-х годов прошлого века, когда ученые задались целью установить точные временные рамки оледенений при помощи изотопов, содержащихся в морских отложениях. Вода, имеющая в своем составе более легкую разновидность кислорода, испаряется легче воды с более тяжелым изотопом. Значит, когда огромные объемы снега попадали в ледники, содержание тяжелого О-18 по отношению к более легкому О-16 в морской воде повышалось. Замеры изотопов в морских отложениях показали, что ледниковых периодов в истории планеты было не четыре, а десятки. Более того, наступление и отступление ледников обычно совпадало с изменениями орбиты. Это открытие, казалось, доказывает правильность теории Миланковича.

Но не все так просто. Сейчас известно, что ледяные покровы начали появляться около 30 млн лет назад по мере того, как снижался уровень двуокиси углерода. Примерно 2,5 млн лет назад, когда стало еще прохладнее, возник удивительный цикл, в ходе которого огромные ледники начали медленно расползаться по всему Северному полушарию.

Сначала эти оледенения были относительно небольшими по масштабам и происходили примерно каждые 41 тыс. лет, т.е. совпадали с изменениями в наклоне оси Земли. Однако немногим менее 1 млн лет назад этот ритм изменился -- началась серия более сильных ледниковых периодов, которые длились по 100 тыс. лет. Это очень удивительно, потому что, хотя параметры орбиты Земли изменились совсем незначительно с периодами 95 тыс. и 125 тыс. лет, эти изменения оказывали куда более слабое влияние на климат по сравнению с другими орбитальными циклами.

Почему в результате незначительных изменений солнечной активности летом начались более сильные оледенения? Этот вопрос заставил ряд ученых искать альтернативу главной орбитальной теории. Было предложено немало объяснений. В соответствии с одной из них наша Земля временами проходит через межпланетные облака пыли, которые задерживают солнечные лучи. Другое объяснение -- изменение активности Солнца.

Исследования образцов льда из Антарктиды, однако, указывали на другую причину. Они свидетельствовали о сильной корреляции между температурой воздуха и содержанием парниковых газов в атмосфере. Прежде всего углекислого газа. Эта зависимость давала частичный ответ на загадку 100-тысячелетних циклов: небольшие изменения солнечной активности могли многократно усиливаться за счет увеличения содержания углекислого газа. С другой стороны, в датировке этих событий была такая путаница, что говорить о том, какое событие было причиной, а какое -- следствием, крайне трудно.

Для того чтобы понять, что же произошло на самом деле, требовались точные данные, особенно в датировке окончаний ледниковых периодов. Ларри Эдвардс, занимавшийся этим вопросом четверть века, уверен, что, хотя образцы льда с морскими отложениями и фиксируют последовательность событий, точно датировать их крайне трудно.

Тогда Эдвардс решил исследовать кораллы. Поскольку они растут на мелководье, они могут рассказать, как в ледниковые периоды поднимался и опускался уровень воды в океане.

Ларри Эдвардс с коллегами обнаружил резкие подъемы уровня моря во время окончания двух последних ледниковых периодов, но ученые не смогли определить даты более ранних оледенений, потому что не сумели найти чистые образцы более древних кораллов. В середине 90-х годов прошлого века профессор Эдвардс решил исследовать еще один вид известняковых «часов» -- сталагмиты. Эти минеральные образования растут десятки тысяч лет по мере того, как капли воды, насыщенные карбонатом кальция, испаряются. Так же, как в случае с кораллами, каждый слой сталагмитов можно точно датировать по соотношению содержания урана и тория.

Дело оставалось за малым -- найти пещеры, в которых бы имелись как можно более древние и хорошо сохранившиеся сталагмиты. На помощь пришел случай. В 1993 году китайский мальчишка, играя в футбол недалеко от Нанкина, провалился как раз в такую пещеру. В пещере, названной Хулу, кроме двух скелетов доисторических людей, оказались и нужные сталагмиты.

В сталагмитах также, как и в морских отложениях, сохраняются изотопы кислорода, по которым можно получить представление об объемах выпавшей на землю воде. Профессор Нанкинского университета Йонжин Ван датировал находки в пещере Хулу. Полученные данные говорили о том, что на момент окончания четырех последних оледенений интенсивность дождей была невысокая. Скорее всего таяние льдов повлияло на циркуляцию воды в океанах и вызвало очень глубокие изменения в климате в региональном масштабе. Кроме этого, изучая сталагмиты, стало возможным определить точную датировку всех событий, произошедших во время окончания четырех последних ледниковых периодов.

В каждом из этих периодов количество солнечной энергии имело несколько пиков и спадов вследствие объединенного воздействия всех орбитальных изменений. Эти колебания постепенно затухают и после четырех-пяти циклов, когда кривая солнечной энергии начинает вновь идти вверх, после чего оледенение заканчивается. Такая закономерность наблюдается в окончаниях всех четырех последних ледниковых периодов. Все дело, оказывается, в том, что ледники очень чувствительны к изменениям инсоляции.

Ответ найден? Как бы не так! Если для таяния льдов достаточно относительно небольшого увеличения солнечной энергии, то почему таяние происходило не каждый раз, когда Солнце становилось активнее, т.е. во время первого же пика, а ледники начинали активно таять лишь после четвертого или пятого колебания?

Ответ кроется в пикообразном графике оледенений. В целом ледяной покров растет в течение всего ледникового периода и достигает максимального размера перед самым его окончанием. Это позволяет предположить, что дело в гигантских размерах ледников. Чем больше становятся ледники, тем они становятся тяжелее и глубже продавливают континентальную кору. По мере проседания коры большая часть ледника оказывается ниже уровня моря. Лед же, лежащий на дне морей и океанов, как сейчас в Западной Антарктиде, намного уязвимее во время потепления.

Исследование Ларри Эдвардса также показало, что содержание углекислого газа начинало расти одновременно с таянием ледников и ускоряло этот процесс. Хотя раньше считалось, что уровень углекислого газа увеличивался за тысячи лет до потепления.

Таяние такого количества льда могло изменить циркуляцию океана. Когда начали таять льды Лорентид, огромного ледника, покрывавшего почти всю Северную Америку, громадные объемы воды и льда хлынули в Северную Атлантику. Пресная вода уменьшала плотность поверхностного слоя, не давая ему погружаться на глубину, и таким образом остановила циркуляцию воды Атлантики, изменив направления океанических течений.

Вследствие этого менялось перераспределение тепловой энергии на планете. Если на север переносится меньше тепла, то южные океаны стали нагреваться сильнее. Поскольку углекислый газ хуже растворяется в теплой воде, то этот газ стал насыщать атмосферу.

Итак, льды росли в размерах до тех пор, пока не достигали предела прочности и стабильности. В тот момент любое, даже самое незначительное увеличение количества солнечной энергии было способно вызвать их таяние. По мере таяния льдов еще больше пресной воды попадало в Атлантику, прекращалась циркуляция воды в океане, и происходило еще большее насыщение атмосферы углекислым газом. Увеличение количества солнечной энергии и изменение температуры вследствие изменения концентрации углекислого газа приводило к тому, что лед таял очень быстро, в течение нескольких тысяч лет.

Теория Ларри Эдвардса звучит вполне логично, но в ней тоже пока много необъясненного. Самая большая загадка -- образцы кораллов с Таити. Если ученые правильно определили их возраст, то уровень моря начал подниматься на несколько тысяч лет раньше датируемого китайской пещерой окончания ледникового периода (приблизительно 130 тыс. лет назад).

Эта и другие нестыковки дали основание некоторым ученым предположить, что открытия, связанные с оледенениями, еще не закончились. Ученые, например, слишком сильно увлеклись северными широтами (выше 65 сев. широты), но ведь на климат могут влиять и другие способы перераспределения солнечной энергии, которые могли происходить и в тропиках, и в Южном полушарии.

Еще одна загадка -- почему продолжительность климатических циклов неожиданно выросла с 41 тыс. лет до 100 тыс. лет. Возможно, это связано с общей причиной оледенений -- постепенно уменьшающимся содержанием углекислого газа в атмосфере. В самом начале ледникового периода климат мог быть еще достаточно теплым, и дополнительной солнечной энергии могло хватать для того, чтобы растапливать лед каждый раз, когда наклон земной оси достигал максимального значения. По мере падения содержания двуокиси углерода в атмосфере и понижения температуры, возможно, наступал тот предел, за которым только изменение наклона оси уже было недостаточно для того, чтобы растопить весь лед. Оледенения начали «перескакивать» через один-два цикла, т.е. лед таял лишь тогда, когда его становилось очень много.


Источник: Время новостей


Учёные обнаружили окаменевшие останки возрастом 2 миллиарда лет, которые могут принадлежать самым старым из известных многоклеточных организмов. Статья с сообщением об открытии появилась в журнале Nature. Коротко о работе пишет портал Nature News.

Первые многоклеточныеПервые многоклеточныеСпециалисты нашли останки в Габоне (Западная Африка) в породе возрастом 2,1 миллиарда лет. Ученые исследовали находку при помощи компьютерной томографии, масс-спектрометрического и химического анализов и пришли к выводу, что она представляет собой не артефакт породы, а останки неизвестных многоклеточных организмов. Плоское тело этих существ по краям разделялось на лопасти, а его длина составляла от 7 до 120 миллиметров.

Исследователи уверены, что найденные ими существа - это именно многоклеточные организмы, в клетках которых есть ядро (ученые называют такие организмы эукариотами), а не колонии бактерий. Доказательством такой точки зрения может считаться наличие в окаменелостях следов стеролов - полициклических спиртов, которые характерны для мембран эукариот.

Авторы работы полагают, что найденные ими существа появились вскоре после насыщения атмосферы Земли кислородом, произошедшего около 2,4 миллиарда лет назад и получившего название Кислородной катастрофы. До сих пор считалось, что первые многоклеточные организмы появились намного позже - около 1,4 миллиарда лет назад (останки предположительно многоклеточного существа такого возраста - Grypania spiralis - были найдены в Индии). Ученые полагали, что расцвет и распространение многоклеточных организмов по планете произошли не ранее кембрийского периода, который начался 542 миллиона лет назад.

Ценность габонской находки признают не все специалисты. Некоторые палеонтологи считают, что обнаруженные учеными структуры - это всего лишь образования минерала пирита необычной формы.

Недавно другой коллектив исследователей опубликовал работу, в которой были приведены доводы, сдвигающие еще одну временную веху в эволюции многоклеточных на 40 миллионов лет назад. Ученые обнаружили в Китае эмбрионы, строение тела которых являлось более сложным, чем строение тела большинства других многоклеточных того времени.


Источник: Lenta.ru


 

Чудовищное наводнение 5 миллионов лет назад привело к образованию Средиземного моря. Учёные из Высшего совета научных исследований Испании (CSIC) утверждают, что Гибралтарский пролив был буквально прорезан потоком воды.

Возможно, именно из-за  наводнения древние гоминиды  стали искать обходные  пути в Западную Европу, что  задержало их на несколько  миллионов лет, полагают  исследователи  (иллюстрация NASA)Возможно, именно из-за наводнения древние гоминиды стали искать обходные пути в Западную Европу, что задержало их на несколько миллионов лет, полагают исследователи (иллюстрация NASA)Даниэль Гарсиа-Кастельянос (Daniel Garcia-Castellanos) с коллегами заложили основы для этого исследования, работая над тектоническими озерами и создавая модель смерти горных водоёмов, когда в результате эрозии река разливается и поглощает их. Этот же принцип может объяснить механизм древнего наводнения, которое соединило Средиземноморье с остальной частью Мирового океана.
Испанцы изучили скважинные и сейсмические данные из пролива Гибралтар, чтобы оценить размеры и протяжённость канала, прорезанного наводнением. Они реконструировали слои горных пород, вычисляя, как развивались события, и обнаружили, что когда размыв достиг критической глубины, течение воды резко ускорилось.

Согласно расчётам исследователей, чтобы заполнить до того пустовавший  Средиземноморский бассейн, потребовалось всего лишь от нескольких  месяцев до двух лет. Начавшись, возможно, всего лишь со струйки, вода  постепенно прорывала канал, и в конце концов произошло катастрофическое  наводнение (иллюстрация Roger Pibernat) Согласно расчётам исследователей, чтобы заполнить до того пустовавший Средиземноморский бассейн, потребовалось всего лишь от нескольких месяцев до двух лет. Начавшись, возможно, всего лишь со струйки, вода постепенно прорывала канал, и в конце концов произошло катастрофическое наводнение (иллюстрация Roger Pibernat) Поток нарастал и на пике своём в 1000 раз превосходил современную Амазонку (которая, кстати, когда-то текла в обратном направлении). Темп же повышения уровня воды в Средиземном море достигал 10 метров в день, утверждается в опубликованной Nature статье. Также подробности можно узнать из пресс-релиза CSIC (PDF-документ).

Гарсия-Кастельянос и его коллеги надеются проанализировать и другие древние наводнения, используя свой метод моделирования, чтобы выявить какие-то интересные нюансы, ранее остававшиеся в тени. Кто знает, возможно, их заинтересует катаклизм, отколовший когда-то Британию от Европы.


Источник: MEMBRANA


Ученые обнаружили окаменелости самого древнего из известных предков современных осьминогов, кальмаров и других головоногих моллюсков, жившего более 500 миллионов лет назад, что позволяет судить о скорости эволюции и появлении новых видов на Земле, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature в четверг.

Ученые обнаружили самого древнего  предка осьминогов и кальмаров Ученые обнаружили самого древнего предка осьминогов и кальмаров Вновь описанный вид доисторических животных получил свое название — Nectocaris pteryx — еще 1976 году, когда были обнаружены первые фрагменты его окаменелых останков. Тем не менее, положение этого вида на эволюционном древе до последнего времени оставалось неопределенным, так как строение организма этого животного не позволяло его однозначно отнести к какому-либо типу современных или вымерших видов животных.

Новые данные, позволившие установить родство нектокариса с другими видами моллюсков, были получены Мартином Смитом (Martin Smith) и его наставником профессором Жаном-Бернаром Кароном (Jean-Bernard Caron) из Университета в Торонто в Канаде. Ученые сумели найти более 90 новых окаменелостей этого вида животных в осадочных породах всемирно известных Сланцев Берджес в Британской Колумбии, Канада, уже ставших источниками ископаемых окаменелостей огромного количества доисторических водных обитателей.

«Мы полагаем, что это чрезвычайно редкое создание является ранним предком современных кальмаров, осьминогов и других головоногих. Это очень важное открытие, так как оно показывает, что примитивные головоногие появились гораздо раньше, чем мы до сих пор могли предполагать, и заставляет заново осмыслить происхождение этой важной группы морских обитателей», — сказал Смит, слова которого приводит пресс-служба университета.

«Нам известно очень мало об эволюционной связи современных типов моллюсков и их ранней истории эволюции. Данные окаменелости показывают, как это разнообразие могло возникнуть в прошлом», — добавил ученый.

Нектокарис представлял собой маленького моллюска длиной всего 2-5 сантиметров, по форме напоминающего воздушного змея и имеющего плоскую форму тела. Хищник обладал большими выпученными глазами и парой длинных щупалец, помогавших ему ловить и поглощать добычу. Для передвижения в воде животное использовало боковые плавники, а также соплоподобное носовое отверстие, помогавшее нектокарису перемещаться с помощью реактивного движения, подобно современным кальмарам.

К своему удивлению ученые не обнаружили у этого животного минеральной оболочки, заполняемой воздухом, которая активно использовалась для плавания многими моллюсками. До последнего времени ученые полагали, что именно появление такой оболочки у улиткообразных сугубо ползающих животных позволило им первоначально освоить плавание в воде и привело к появлению головоногих моллюсков. Строение тела нектокариса показало, что ситуация была противоположной.

«Я уверен, что новые находки позволят нам снова и снова находить и устранять ошибки в современных теориях эволюции такого разнообразного типа животных как моллюски», — подытожил ученый.


Источник: MAIL.RU


Случайные статьи

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

В Аргентине найден «дедушка» помидора возрастом 52 млн лет

09-01-2017 Просмотров:3492 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Аргентине найден «дедушка» помидора возрастом 52 млн лет

Палеонтологи обнаружили в Аргентине окаменевший плод физалиса, растения из семейства пасленовых, к которому принадлежат также помидоры и картофель. Возраст находки составляет 52,2 млн лет. Отпечаток Physalis infinemundiО своем открытии американские специалисты...

Океанологи нашли в Тихом океане светящуюся "акулу-ниндзю"

25-12-2015 Просмотров:4462 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Океанологи нашли в Тихом океане светящуюся "акулу-ниндзю"

Американские биологи обнаружили в глубинных водах Тихого океана у берегов Центральной Америки необычную акулу, окрашенную в черный цвет и способную светиться, что позволяет ей обманывать ее жертв и скрываться от их взора, говорится в статье, опубликованной в Journal...

Подводный сель похоронил стаю ихтиозавров

05-06-2014 Просмотров:5198 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Подводный сель похоронил стаю ихтиозавров

Огромное кладбище ихтиозавров обнаружили палеонтологи в Чили. Почти полсотни особей разных видов и возрастов оказались погребены в подводных грязевых отложениях вместе с другими обитателями раннемелового океана. Офтальмозавр. Реконструкция: amadare90  Крупнейшее в...

Ученые разгадали главную "женскую" загадку человеческого генома

19-07-2016 Просмотров:4091 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые разгадали главную "женскую" загадку человеческого генома

Генетики выяснили, как "лишняя" женская Х-хромосома сворачивается в так называемое тельце Барра и остается неактивной в организме здоровых женщин и самок млекопитающих, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Люди и все другие виды млекопитающих обладают ХY-системой определения пола – у мужчин...

Ученые выяснили, как и почему развивается диарея

15-06-2017 Просмотров:2166 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили, как и почему развивается диарея

Необычные эксперименты на мышах помогли биологам подтвердить, что диарея является средством очистки организма от токсинов и патогенов, и раскрыть молекулярные механизмы ее развития, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Host & Microbe. Бактериальная инфекция"Гипотеза о том, что...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.