Ученые выяснили причину кембрийского взрыва 530 млн лет назад
Кембрийский взрыв — резкий всплеск разнообразия животных около полумиллиарда лет назад — мог запустить не один процесс, а целая цепочка геологических событий. К такому выводу пришла группа геологов под руководством Цзиньлуна Яо из Северо-Западного университета в Китае. Ученые обобщили результаты десятилетий исследований и описали вероятный сценарий в журнале Continent and Life Evolution.
Раскол суперконтинента
Цепочка начинается с распада суперконтинента Родония примерно 850 миллионов лет назад. Раскол сопровождался мощными извержениями: лава застывала в базальт, а в атмосферу попадал углекислый газ. Базальт разрушается под дождем быстрее большинства пород и при этом забирает углекислый газ из воздуха. Тепла стало меньше, планета остыла, и большая ее часть покрылась льдом — наступил период «Земля-снежок». Лед блокировал свет, фотосинтез остановился, и океан почти лишился кислорода. По мнению авторов, в таких условиях многоклеточные организмы получили преимущество перед одноклеточными. Талая вода у краев ледников могла образовывать карманы, богатые кислородом. Когда ледники растаяли, начался сильный парниковый эффект. Это колебание, по теории исследователей, открыло путь первым крупным и сложным формам жизни — мягкотелым организмам эдиакарского периода.
Как горы снабжали океан питанием
Столкновения континентов привели к образованию суперконтинента Гондвана. Примерно с 670 до 440 миллионов лет назад на месте этих столкновений выросли горные пояса. Самый длинный из них, по оценкам, тянулся около 9000 километров. Большая часть хребтов располагалась в теплых и влажных широтах, где породы быстро разрушаются. Дожди размывали горы, а реки несли в море обломки и питательные вещества, например фосфор. В океане они кормили водоросли и бактерии, которые выделяли больше кислорода. Осадки к тому же погребали мертвую органику до того, как она сгнивала и забирала кислород. В итоге кислород накапливался в воде и в воздухе. Химический состав древней морской воды подтверждает эту картину: соотношение двух форм стронция тогда достигло максимума за всю историю Земли.
Влияние слабого магнитного поля
Авторы также связывают события с погружением тектонических плит глубоко в мантию. Доказательством этого они считают минерал, который образуется только при экстремальном давлении и встречается в кембрийских породах на западе Китая. Плиты уносили с собой карбонатные породы, а те при нагреве выделяли углекислый газ. Вулканы возвращали его в атмосферу, и система работала как термостат, позволяя животным долго жить в теплых морях. Еще один аргумент связан с ядром Земли. На границе эдиакарского и кембрийского периодов магнитное поле ослабло примерно до одной десятой от нынешнего уровня Ослабленное поле пропускало больше радиации, и животные, которые могли зарываться в грунт, строить панцирь или уплывать, получали преимущество. Правда, эта идея вызывает споры среди ученых.
Сами авторы признают слабое место обзора: они опирались на хронологию событий. Подробных данных о том, насколько сильной была тектоническая и вулканическая активность в разные периоды, у геологов нет. Без них трудно сопоставить процессы в недрах Земли с изменениями на поверхности. Пока предложенные связи остаются недоказанными, но обзор показывает: разнообразие животных могло зависеть не только от океанов и атмосферы, но и от геологии глубоких слоев планеты.
