Проучване на Вашингтонския университет предлага нов поглед върху края на последното събитие от типа Снежна топка на Земята, обяснявайки как топенето на леда и атмосферните промени може да са проправили пътя за появата на по-сложни форми на живот на Земята.
Едни от най-екстремните климатични събития в историята на Земята са периодите на Снежната топка Земя, които са се случили преди стотици милиони години, когато почти цялата планета е била покрита с лед с дебелина до 1 километър.
Тези събития от типа Снежна топка Земя са се случвали само няколко пъти и не на редовни цикли. Всяко от тях продължава милиони или десетки милиони години и е последвано от драматично затопляне, но подробностите на тези преходи са слабо проучени.
Ново изследване на Вашингтонския университет дава по-пълна представа за това как е завършила последната Земна снежна топка и предполага защо тя е предшествала драматичното разширяване на живота на Земята, включително появата на първите животни.
Проучването, публикувано неотдавна в Nature Communications, се фокусира върху древни скали, известни като „карбонати на шапката“, за които се смята, че са се образували при размразяването на ледниците. Тези скали съхраняват сведения за атмосферата и океаните на Земята преди около 640 милиона години, много по-рано от това, което могат да запишат ледените ядра или пръстените на дърветата.
„Карбонатите на шапката съдържат информация за ключови свойства на земната атмосфера и океана, като например променящите се нива на въглероден диоксид във въздуха или киселинността на океана“, казва водещият автор Трент Томас, докторант по науки за Земята и Космоса. „Нашата теория сега показва как тези свойства са се променили по време и след Снежната топка Земя.
Капските карбонати са слоести варовикови или доломитови скали, които имат различен химичен състав и днес се срещат на над 50 места по света, включително в Долината на смъртта в САЩ, Намибия, Сибир, Ирландия и Австралия. Смята се, че тези скали са се образували при топенето на ледените покривки, обграждащи Земята, което е довело до драматични промени в химическия състав на атмосферата и океана и е отложило този уникален вид седименти на океанското дъно.
Наричат се „шапки“, защото са шапки над ледниковите отлагания, останали след Снежната топка Земя, и „карбонати“, защото и варовикът, и доломитът са скали, съдържащи въглерод. Разбирането на тяхното образуване помага да се обясни въглеродният цикъл през периоди на драматични климатични промени. Новото изследване, което моделира промените в околната среда, също така дава насоки за еволюцията на живота на Земята и защо по-сложните форми на живот са последвали последната Земя на снежната топка.
„Животът на Земята е бил прост - под формата на микроби, водорасли или други дребни водни организми - в продължение на повече от 2 милиарда години, довели до появата на Земята на снежната топка“, казва старшият автор Дейвид Катлинг, професор по науки за Земята и Космоса в университета. „Всъщност милиардът години, предшестващ Снежната топка, се нарича „скучен милиард“, защото се е случило толкова малко. След това се случват две събития от типа Снежна топка. И скоро след това животните се появяват във фосилните записи.“
Изследването моделира химията и геологията по време на три фази на Снежната топка. Първо, по време на пика на Земята на снежната топка дебел лед, обгръщащ планетата, е отразявал слънчевата светлина, но някои области с открита вода са позволявали обмен между океана и атмосферата. В същото време студената морска вода продължавала да реагира с океанското дъно.
В крайна сметка въглеродният диоксид се е натрупал в атмосферата до степен, в която е задържал достатъчно слънчева енергия, за да повиши глобалните температури и да разтопи леда. Това позволило на валежите да достигнат до Земята и сладководните води да се влеят в океана, за да се присъединят към слоя от ледникова топяща се вода, който се носел над по-плътната и солена океанска вода. Този слоест океан забавила океанската циркулация. По-късно океанското вълнение се засилило и смесването между атмосферата, горната част на океана и дълбоките океански води се възобновило.
„Предвиждаме важни промени в околната среда, докато Земята се възстановява от периода на Снежната топка, някои от които засягат температурата, киселинността и циркулацията на океана. Сега, когато знаем тези промени, можем по-уверено да разберем как те са се отразили на живота на Земята“, казва Томас.
Бъдещите изследвания ще проучат как джобовете на живота, които може да са оцелели при бурните събития на Земята от периода на Снежната топка и след него, са могли да се развият в по-сложните форми на живот, които са последвали скоро след това.
