В последнем номере журнала Science была опубликована статья о развитии жизни на нашей планете во времена молодого Солнца.

Земля во времена архейского эонаУченые из CRPG-CNRS University of Lorraine и университета Манчестера опровергли одну из теорий объясняющих теплый климат в те времена на нашей планете.

Не смотря на то, что вследствие слабого молодого Солнца температура на Земле в архее должна была быть гораздо ниже чем сегодня, что могло создавать фактически не возможные условия для развития жизни на нашей планете, у нас есть все подтверждения того, что Жизнь в течение всего этого времени от 3,8 до 2,4 млрд. лет назад успешно эволюционировала.

“Во времена архея, на поверхность Земли приходилось на 20-25% меньше солнечной энергии чем сейчас” рассказывает один их авторов исследования доктор Рей Берджесс, из Манчестерской школы Земли, атмосферы и Экологических наук. “Если выбросы парниковых газов в те времена были на современном уровне, то Земля должна была быть оледеневшей, чему противоречат полученные геологические данные, свидетельствующие о том, что никаких глобальных оледенений до конца архея не было и что на планете была широко распространена жидкая вода”.

Одно из объяснений данной загадки заключается в том, что уровень парниковых газов - один из регуляторов климата Земли - были значительно выше в архее, чем сегодня.

"Для противодействия эффекту слабого Солнца, концентрации диоксида углерода в атмосфере Земли должны были быть в 1000 раз выше, чем сейчас", - сказал ведущий автор профессор Бернард Марти, из CRPG-CNRS университета Лотарингии. "Тем не менее, древние ископаемые почвы - лучшие показатели концентрации древнего уровня углекислого газа в атмосфере показывают, что его концентрация в архее была гораздо меньше чем следовало бы ожидать. В атмосфере так же присутствовали и другие парниковые газы, в частности, аммиак и метан, но эти газы являются хрупкими и легко разрушаются от ультрафиолетовой солнечной радиации, поэтому вряд ли оказывали какое-то влияние."

Другая проверяемая ими теория объясняет парниковый эффект большим содержанием в атмосфере азота, усиливавшего парниковый эффект от углекислого газа и позволившего в результате этого Земле оставаться свободной ото льда.

Ученые проанализировали образцы крошечных пузырьков воздуха в капельках воды с кварца Северной Австралии, из очень старых и исключительно хорошо сохранившихся пород.

"Мы измерили количество изотопов азота и аргона в древнем воздуха", сказал профессор Марти. "Аргон благородный газ, который, будучи химически инертными, является идеальным элементом для мониторинга атмосферных изменений. Использовав измерения азота и аргона, мы смогли реконструировать количество и изотопный состава азота, растворенного в воде, что позволило реконструировать атмосферу, которая когда-то была в равновесии с водой. "

Исследователи обнаружили, что парциальное давление азота в архейской атмосфере было примерно такое же, а возможно, даже немного ниже, чем в настоящее время, что исключает влияние азота в качестве одного из главных претендентов на решение головоломки раннего климата Земли.

Д-р Берджесс добавил: "количество азота в атмосфере было слишком низким для повышения парникового эффекта углекислого газа и недостаточным, чтобы это привело к нагреву планеты. По нашим расчетам содержание углекислого газа должно было быть выше, чем считалось ранее, что приводит в противоречие с их оценками основанными на ископаемых почвах показывающих, что содержание парникового газа было не достаточно высоким чтобы объяснить парадокс молодого Солнца.

Читайте так же о моделировании климата Земли в неоархеи 2,8 млрд лет назад и как могли водород и азот повлиять на повышение температуры Земли.

Источник: Phys.org

Цветковые растения, характерные для современной земной флоры, появились не в меловом периоде, как это считалось прежде, а намного раньше. Швейцарские палеонтологи обнаружили их окаменевшую пыльцу в горных породах триасового возраста, что говорит о том, что история цветковых по меньшей мере на 100 млн лет длиннее и они начали свою эволюцию практически одновременно с первыми динозаврами.

Изображение пыльцыГосподствующие сегодня цветковые произошли от вымерших растений, связанных с хвойными, гинкго, цикадовыми и семенными папоротниками. Наиболее древними окаменелостями цветковых считается пыльца – ее небольшие, прочные и многочисленные зернышки найти намного легче, чем ископаемые цветы или листья. Изучение пыльцы со временем выделилось даже в отдельную науку, которая называется палинология.

Непрерывная последовательность пыльцы ископаемых цветковых начинается в раннем мелу, примерно 140 млн лет назад, и прослеживается до наших дней. На этом основании палеонтологи полагали, что первые цветковые растения появились как раз в меловом периоде. Но находка, сделанная Питером Хочули и Сюзанной Файст-Букхардт из университета Цюриха, показывает, что цветковые росли на нашей планете по меньшей мере на 100 млн лет раньше – еще в раннем триасе. Возможно, что их история уходит в прошлое еще дальше.

Фотография пыльцы триасового периода.Хочули и Файст-Букхардт изучали два керна (столбика горных пород, получаемых при бурении геологических скважин), происходящих из северной Швейцарии. Внутри пород возрастом 252-247 млн лет они нашли пыльцевые зерна, напоминающие пыльцу самых ранних из известных науке цветковых растений. С помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии им удалось получить изображения с высоким разрешением в трех измерениях сразу шести различных типов пыльцы.

Это не первая находка древнейших пыльцевых зерен, открытых Хочули и Файст-Букхардт. В 2004 году они описали достоверную пыльцу, несколько отличающуюся от цветковых, из среднетриасовых кернов, поднятых со дна Баренцева моря южнее Шпицбергена. Их новая работа посвящена растениям, росшим на 3000 км южнее. "Мы считаем, что даже самые осторожные ученые теперь признают, что цветковые растения эволюционировали задолго до мелового периода", – заявил Хочули.

Согласно современным палеоэкологическим реконструкциям, в триасовом периоде и окрестности Шпицбергена, и территория современной Швейцарии находились в субтропическом поясе. Однако климат на юге был намного суше, чем на севере, а из этого следует, что уже самые ранние цветковые отлично чувствовали себя в самых разных экологических обстановках. Судя по деталям строения пыльцы, эти растения уже опылялись насекомыми, переносившими зерна пыльцы от цветка к цветку.

Многие ученые и раньше пытались оценить возраст цветковых растений, используя для этого, в частности, "молекулярные часы", пишет PhysOrg. Но до сих пор приемлемой точности результата получить не удавалось – в зависимости от набора данных и использованных методик появление первых цветковых приходилось то на мел, то на триас. "Вот почему находка пыльцы ранних цветковых в триасовых породах является такой важной", – отметил Хочули.

Статья "Angiosperm-like pollen and Afropollis from the Middle Triassic (Anisian) of the Germanic Basin (Northern Switzerland)" доступна на сайте Frontiers

 Читайте так же, как птерозавры помогли цветковым растениям завоевать мир.

Истчоник: PaleoNews

Туристы стекаются в Национальный парк Петрифайд-Форест в Аризоне, чтобы полюбоваться на большие сверкающие останки окаменелых деревьев. А геологи едут туда в поисках чего-то менее заметного, но обладающего более весомым научным значением: керна, который будет получен после бурения породы возрастом более 200 млн лет на полукилометровую глубину. 

Красные скалы Петрифайд-Фореста дадут свежий взгляд на триасовый период. (Фото A. Witze.) Бурильщики проведут несколько незабываемых недель, вгрызаясь в слои породы, которые таят окаменелости крошечных ранних динозавров и гигантских крокодилоподобных фитозавров, а также листья и пыльцу целой экосистемы. Цель проекта стоимостью $970 тыс. состоит в том, чтобы получить полное представление о большей части среднего и позднего триасового периода — турбулентного интервала, который видел и массовое вымирание, и появление динозавров. На основе распада радиоактивного урана в слоях вулканического пепла геологи собираются дать точную датировку событий, происходивших примерно 205–235 млн лет назад как раз перед тем, как начал распадаться суперконтинент Пангея. 

«Составить согласованную хронологию важнейшей части триаса — это уникальная возможность! — восклицает геолог Джон Гейссман из Техасского университета в Далласе (США), один из руководителей проекта. — Конечно, у нас есть и другие места на континенте для изучения триаса, но Петрифайд-Форест чертовски хорош, когда дело доходит до деталей».

Проект зрел долгие годы. Его можно считать наследником успешного получения триасового керна в рифтовой системе Ньюарк в Нью-Джерси в 1990–1993 гг. Целью той инициативы было изучение изменений в количестве осадков, отложенных при прохождении Земли через циклические сдвиги орбитальной траектории вокруг Солнца. «Если мы сможем показать, что ньюаркская хронология верна, то эмпирически откалибруем поведение Солнечной системы, — подчёркивает геолог Пол Олсен из Земной обсерватории Ламонта — Доэрти (США). — Для меня это, пожалуй, самый интересный аспект». 

Национальный научный фонд США и Международная программа континентального научного бурения не напрасно разбрасываются финансами. На кону — ответы на очень важные вопросы. Сравнение данных из Ньюарка с информацией о триасе, полученной в Средиземноморье, навело некоторых исследователей на мысль о необходимости радикального пересмотра истории периода. Предложено расширить норийский ярус, дабы он охватывал почти половину всего триаса, и существенно изменить даты основных эволюционных событий, в том числе появления определённых динозавров. 

С идеей «длинного нория» многие отчаянно не согласны. Керн из окаменевшего леса вроде бы должен предоставить достаточное количество данных и положить конец спорам. Но в породах всегда немало хронологических пробелов вследствие выветривания и внезапных геологических событий. Из-за эрозии поверхности, например, в керне, скорее всего, будет отсутствовать самый конец триаса (около 200 млн лет назад), когда по планете прокатилось массовое вымирание, уничтожившее множество родственников динозавров. По-видимому, возраст самых молодых пород керна составит около 205 млн лет (формация Чинл). Затем керн пройдёт (с перерывами) через формацию Менкопи и остановится на слоях, образовавшихся около 235 млн лет. После этого геологическая летопись пропустит десятки миллионов лет — сразу же начнутся породы пермского периода, который предшествовал триасу. 

Расположение Северной Америки и места бурения на карте Пангеи. В общем, учёные готовы к тому, что значительная часть истории будет отсутствовать. В то же время они надеются получить почти полный отчёт о большей части триаса и поистине кладезь информации.

 Геологи изучают Петрифайд-Форест с 1850-х годов, и в последнее время им в первую очередь интересуются специалисты по триасу. С 2004-го, например, раскопано несколько скелетов вымерших крокодилоподобных животных под названием Revueltosaurus, прежде известных только по зубам. Ранние динозавры (скажем, целофиз размером с собаку) тоже бродили там, и радиометрическое датирование показало, как они были связаны со своими современниками из других частей обеих Америк. 

Породы, содержащие окаменелости, встречаются в парке почти повсюду, рассказывает местный палеонтолог Билл Паркер. Главная задача текущего момента заключается в объединении отдельных открытий в согласованную, хорошо датированную историю. Многие породы на поверхности выветриваются так сильно, что искажают отношения между ископаемыми и делают радиометрическое датирование почти невозможным. «Это вам не Гранд-Каньон, где можно спуститься вниз и увидеть все породы в правильном порядке, — поясняет г-н Паркер. — Керн устранит эту проблему». Кстати, бурение в национальных парках США допускается по усмотрению местного руководства, и Петрифайд-Форест выделяется среди других тем, что считает себя научным заповедником: г-н Паркер работает там на полную ставку. 

Когда стартует бурение, неизвестно. Надеялись начать 8 октября, но, кажется, не судьба. Парк, как и все остальные бюджетные организации США, 1 октября закрылся из-за кризиса, о которым вы, конечно, читали в новостях, и не откроется, пока конгресс не договорится о плане дальнейшего финансирования госучреждений. Если политики будут чесаться слишком долго, проект придётся перенести на весну следующего года. 

В случае успеха бурение триасовых кернов продолжится. Учёные уже положили глаз на несколько других локаций.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Геологи установили, что кислород присутствовал в атмосфере Землю большую часть ее истории. Следовательно, первые фотосинтезирующие организмы возникли гораздо раньше, чем принято считать.

Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет назад Об этом говорится в статье датских исследователей из Копенгагенского университета, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature.

Считается, что почти половину своей 4,5-миллиардной истории Земля провела без кислородной атмосферы. Впервые в ощутимых количествах кислород появился на нашей планете во время так называемой кислородной революции около 2,3 миллиардов лет назад - его стали выделять фотосинтезирующие бактерии. Об увеличении концентрации кислорода говорят окисленные породы, в тот период впервые появляющиеся в геологической летописи.

Однако авторы статьи выяснили, что кислород стал поступать в атмосферу на 700 миллионов лет раньше. Об этом свидетельствует анализ образцов палеопочвы возрастом 3 миллиарда лет, собранных в Южной Африке. Ученые обнаружили, что в палеопочве наблюдается пониженное содержание изотопа хрома-53. Это говорит об активных процессах окисления, при которых хром с валентностью III переходил в хром с валентностью IV.

Дело в том, что хром-53 накапливается преимущественно в окисленной форме, а затем соединения хрома IV вымываются, что понижает общее содержание изотопа. Исходя из особенностей этого процесса, геологи вычислили, что 3 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере составляла 3 на 10 в минус 4-ой степени от нынешнего уровня. Почти наверняка он имел биогенное происхождение, поскольку за счет чисто абиотических процессов так много O₂ образоваться не может.

«Наше исследование доказывает, что аэробные формы жизни и фотосинтез, при котором выделяется кислород, появились очень рано», -- пояснил Шон Кроув, один из авторов работы.

Источник: infox.ru