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 6540 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Как слоны научились добираться до труднодоступной пищи

19-11-2015 Просмотров:5371 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как слоны научились добираться до труднодоступной пищи

Каори Мизуно (Kaori Mizuno) и его коллеги из университета перспективных исследований в Хаяма (Япония) записали на видео и описали оригинальный способ, которым пользуются азиатские слоны, чтобы добраться до труднодоступной пищи....

Муравьи пользовались испанскими галеонами для расселения

24-02-2015 Просмотров:6003 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Муравьи пользовались испанскими галеонами для расселения

Генетики реконструировали маршрут расселения огненного муравья, первого насекомого, которое расселилось по всему свету благодаря деятельности человека. Выяснилось, что ключевую роль в его распространении сыграли испанские торговцы. Огненный муравейОб этом говорится в статье американских ученых...

Раскрыт секрет круглых отверстий в облаках

18-06-2010 Просмотров:9102 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Раскрыт секрет круглых отверстий в облаках

Когда вблизи аэропортов самолёты взлетают или снижаются, они иногда производят огромные ровные отверстия в слоях кучевых облаков на высотах 1-6 километров. Почему так происходит, выяснили специалисты из американского Национального центра...

Австралийский эвкалипт защитился от насекомых генетической мозаичностью

06-03-2013 Просмотров:9435 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Австралийский эвкалипт защитился от насекомых генетической мозаичностью

Учёные из Австралийского национального университета разгадали загадку, которую больше двадцати лет назад им задал эвкалипт мёдопахнущий. В 1990 году в Новом Южном Уэльсе обнаружили эвкалиптовое дерево, почти полностью объеденное насекомыми,...

Найдены полные окаменелости гигантских ранних деревьев

19-04-2007 Просмотров:11807 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдены полные окаменелости гигантских ранних деревьев

Вильям Стейн (William Stein), палеоботаник из университета Бингемтона (Binghamton University) вместе с коллегами нашёл две окаменелости самых древних деревьев, одна из которых представляет собой цельное дерево (ствол, соединённый с кроной)....

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.