Ученые: жизнь на Земле существует сегодня по счастливой случайности
Жизнь на современной Земле существует благодаря счастливой случайности, серии сверхмощных извержений вулканов, растопившей примерно 570 миллионов лет назад гигантский ледовый щит, покрывавший всю планету, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
«Для того, чтобы воссоздать полную историю Земли в то время, нам пришлось проанализировать огромное число кристаллов цирконов, сформировавшихся в самые разные геологические эпохи. Благодаря этому нам удалось найти самый мощный выброс парниковых газов в истории Земли, который произошел непосредственно перед «кембрийским взрывом», самым важным событием в эволюции жизни на Земле», — заявил Чад Диринг (Chad Deering) из Технологического университета штата Мичиган в Хоутоне (США).
Атмосфера Земли до появления первых растений и микробов почти полностью состояла из азота, углекислого газа, метана и других парниковых газов. Кислород в ней начал появляться лишь примерно 2,2 миллиарда лет назад, после так называемой «великой кислородной катастрофы», когда первые фотосинтезирующие микробы начали поглощать атмосферный СО2 и насыщать ее кислородом.
В результате этого сила парникового эффекта ослабла, и, как сегодня считают ученые, примерно 850-600 миллионов лет назад Земля превратилась в своеобразный «снежок» – температура на планете снизилась так сильно, что ее океаны начали промерзать до экватора. Как именно Земля выбралась из этого оледенения, ученые спорят до сих пор.
Диринг и его коллеги выяснили, что Земля избавилась от этих ледяных оков по счастливой случайности, изучая образцы древнейших пород планеты, найденные на западном побережье Антарктиды в тех точках, где ледники уже не присутствуют на ее поверхности.
Внутри этих пород, как рассказывает Диринг, присутствуют так называемые цирконы – микроскопические кристаллы, возникающие внутри магматических горных пород при очень высоких температурах. Химический состав этих кристаллов не меняется после их формирования, что позволяет использовать их в качестве надежных индикаторов возраста пород и тех условий, в которых они появились.
Используя эти кристаллы, ученые пытались найти ответ на давно интересующий всех вопрос – менялась ли частота извержений вулканов и то, какие магмы и газы они выбрасывали в атмосферу при наступлении и при завершении эры «планеты-снежка».
Как объясняют ученые, количество парниковых газов, выбрасываемых вулканом в атмосферу, очень сильно зависит от того, где он находится и какую магму он извергает. К примеру, вулкан Этна в Италии и Эребус в Антарктике выбрасывают в десятки раз больше СО2, чем большинство других вулканов Земли, несмотря на свои скромные размеры и невысокую частоту извержений.
Их высокая «продуктивность», по словам геолога, связана с тем, что их магма сформировалась из щелочных горных пород, встречающихся в недрах Земли достаточно редко. Изучая цирконы, сформировавшиеся 700-500 миллионов лет назад, Диринг и его коллеги пытались понять, как часто встречались такие вулканы в докембрийскую эпоху.
Их состав указал на очень странное и интересное совпадение. Примерно 570-550 миллионов лет назад недра Земли начали вырабатывать большие количества «щелочной» магмы, попадание которых на поверхность планеты привело к выбросу гигантских количеств СО2, соединений серы и прочих парниковых газов в атмосферу. В пользу этого говорит то, что доли изотопов углерода в атмосфере в то время резко поменялись, сдвинувшись примерно на 20% за 5-10 миллионов лет.
В это же самое время, как сегодня считают ученые, начался так называемый «кембрийский взрыв» – особый период в истории эволюции жизни, когда в первичном океане Земли появились представители практически всех современных типов многоклеточных животных. Как предполагают ученые, вспышка вулканической активности, произошедшая 580 миллионов лет назад, была «спусковым крючком» этого взрыва и «творцом» всей современной жизни на Земле.