Учёные исследовали древние горы Земли и их важность для эволюции жизни
Новое исследование ученых из Австралийского национального университета показывает, что огромные горные хребты, которые появились на Земле всего два раза сотни миллионов лет назад, могли сыграть важную роль в эволюции жизни на Земле. Эрозия этих массивных гор, которые по высоте не уступают Гималаям, принесла бы большое количество питательных веществ, которые попали в океаны и питали фундаментальные биологические циклы.
По словам исследователей, наша планета видела два образования этого типа "супергоры". Первый произошел между 2000 и 1800 миллионами лет назад, второй — между 650 и 500 миллионами лет назад. Эти два горных хребта, которые намного больше тех, что существуют сегодня, вероятно, возникли во время формирования древних суперконтинентов. По словам Цзыи Чжу, ученого-землеведа и ведущего автора исследования, каждый из этих двух периодов соответствует времени, когда происходили крупные эволюционные сдвиги.
"Первый пример мы называем Nuna Supermountain. Он совпадает с вероятным появлением эукариот — организмов, от которых впоследствии произошли растения и животные", — объясняет ученый в своем заявлении. Второе событие, названное Transgondwanan Supermountain, соответствует появлению первых крупных животных 575 миллионов лет назад и Кембрийскому взрыву 45 миллионов лет спустя, когда появилось большинство групп животных. Теперь у исследователей нет сомнений в том, что именно эти горы послужили основой для взрыва жизни.
Чжу и его команда проследили формирование сверхгор на протяжении всей истории Земли, анализируя следы цирконов с низким содержанием лютеция — особой комбинации минералов и редкоземельных элементов, встречающихся только под очень высокими горами, где они формируются под действием царящего там интенсивного давления.
Данные показали, что наша планета пережила только два таких периода, которые соответствовали образованию суперконтинентов - в частности, Колумбии, которая, как считается, существовала между 2500 и 1500 миллионами лет назад, и Гондваны, которая образовалась около 600 миллионов лет назад. Горы образуются, когда две тектонические плиты действуют друг на друга, выталкивая поверхностные породы вверх.
«Горообразование приводит к высокой скорости эрозии и осадконакопления, и оба периода формирования сверхгор связаны с обильными отложениями», — пишут исследователи в журнале Earth and Planetary Science Letters. Таким образом, усиление эрозии увеличило бы поступление в океаны биолимитирующих питательных веществ, в частности фосфора и железа, что способствовало бы производству энергии и взрывному развитию морской жизни.
Эти явления объясняют, в частности, распространение хлорофитовых водорослей, которое произошло 650 миллионов лет назад, и появление крупных животноподобных организмов примерно 75 миллионов лет спустя. В любом случае распределение цирконов с низким содержанием лютеция показывает два характерных пика, оба из которых соответствуют важному периоду в истории Земли. «Один из них связан с появлением животных, а другой - с появлением крупных сложных клеток», — резюмирует профессор Йохен Брокс, соавтор исследования.
Снабжение океанов необходимыми питательными веществами подпитывает биологические циклы, усложняя эволюцию. Исследователи подсчитали, что сверхгоры, которые должны были быть в три-четыре раза длиннее современных Гималаев, не только давали необходимые для жизни питательные вещества, но и приводили к значительному повышению уровня кислорода в атмосфере. «Атмосфера ранней Земли почти не содержала кислорода. Считается, что уровень кислорода в атмосфере повышался в несколько этапов, два из которых совпадают с появлением супергор», — сказал Чжу.
Увеличение количества кислорода, связанное с эрозией Трансгондванской супергоры, является крупнейшим в истории Земли, отмечает команда. Без нее животные, вероятно, не появились бы на нашей планете. Команда также обнаружила, что возникновение гор было относительно ограниченным в период, известный как "Скучный миллиард", между 1800 и 800 миллионами лет назад, во время которого наблюдалось заметное замедление эволюции жизни. Это только укрепляет гипотезу о том, что горы тесно связаны с жизнью на Земле.