Кислотные дожди и планктон наполнили атмосферу кислородом [ Редагувати ]

Учёные выяснили, как около полумиллиарда лет назад появилась современная атмосфера. Тектоническая активность вызвала кислотные дожди, освободившие воздух от углекислого газа. Последовавшее за этим похолодание позволило планктону насытить атмосферу кислородом.

Геологи из Национального университета штата Огайо предложили новую модель насыщения земной атмосферы кислородом. Этот процесс привел к формированию слоя атмосферы, очень близкой по составу к тому, чем мы дышим сейчас.

Исследование, проведенное учеными, предполагает, что проявления тектонической активности земной коры спровоцировали эффект, обратный парниковому, около 500 миллионов лет назад. Это привело к охлаждению мирового океана, стало причиной бурного роста планктона и вылилось в резкий рост содержания кислорода в атмосфере.

Эта высокая концентрация кислорода, по всей видимости, и послужила отправной точкой для развития огромного разнообразия живых организмов на нашей планете.

Мэтью Зальцман, доцент университета Огайо, специалист в области науки о Земле, в течение 10 лет вместе со своей командой собирал доказательства изменения климата, произошедшего 500 миллионов лет назад в позднем Кембрийском периоде. Для этого они изучали химический состав разных минералов, собранных по всему земному шару. Целью работ было установить полную цепочку последовательных событий, повлекших за собой бурное развитие жизни.

Последние достижения команды американских геологов, проведенные в центральных районах США и малонаселенных австралийских территориях, выявили новое доказательство события геологического масштаба.

Количество углерода и серы в скальных породах позволяет предположить, что это событие значительно снизило температуру поверхности земли в течение 2-х миллионов лет. По геологическим меркам это очень короткий промежуток времени. До этого времени Земля представляла собой оранжерею, содержание углекислого газа в атмосфере которой превышало современный уровень в 20 раз. После охлаждения диоксид углерода уступил место кислороду, климат и состав атмосферы стал очень близок к тому, что мы имеем на сегодняшний день.

Однако к тому времени планету населяли лишь примитивные одноклеточные и многоклеточные организмы. Жизнь теплилась лишь в океанах, главным образом в форме планктона, трилобитов и губок. Ранние предки современных растений уже существовали в кембрийский период, но разнообразия живых форм не существовало.

До сих пор ученые толком не объяснили причин возникновения огромного разнообразия живых форм. Несмотря на то, что насыщение атмосферы кислородом и стремительная эволюция шли параллельно, до сих пор не было обнаружено ни одного свидетельства в пользу того, что причиной бурного развития жизни стало именно изменение состава атмосферы.

Нынешние же находки, сделанные в центральной части Америки и пустынях Австралии, позволяют ученому говорить, что данное событие имело мировые масштабы.

В то время как большая часть современных континентов была скрыта водами мирового океана или составляла часть Гондваны - доисторического суперконтинента, тектоническая активность выбрасывала все новые и новые горные породы на поверхность Земли, где они мгновенно разъедались кислотными дождями. Эти обильные осадки осуществляли перенос диоксида углерода из атмосферы в осадочные породы, а также способствовали выделению кислорода. Таким образом, осуществлялся процесс, обратный формированию парникового эффекта.

В итоге Зальцман предложил, что события развивались следующим образом: тектоническая активность привела к усилению атмосферных процессов на планете, что выразилось в обильных кислотных дождях, осадивших большую часть атмосферного углекислого газа в нелетучие карбонатные минералы. Это явление привело к охлаждению планеты. Остывшие океаны стали более пригодны для жизни, что привело к чрезвычайному распространению планктона, высвободившего в ходе фотосинтеза огромные количества кислорода.

Только после этого мог произойти "кембрийский взрыв" - резкое увеличение биомассы планеты, а также формирование необычайного разнообразия живых организмов.

В качестве выводов из своей работы Зальцман предлагает задуматься о чувствительности атмосферы к содержанию углекислого газа в ней. Человек своим существованием обязан короткому мгновению в истории Земли, когда тектоническая активность привела к уменьшению концентрации углекислого газа в атмосфере. Глобальное охлаждение первоначально сильно ускорило развитие жизни на земле, однако 50 миллионов лет спустя, в позднем Ордовикском периоде, другая тектоническая активность - вероятнее всего, образование горной системы Аппалачи - привела к резкому похолоданию климата и смерти более 95% всех живых существ планеты.

Споры о том, является ли современное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере делом рук человека, или же это проявление одного из циклических процессов нашей планеты, не утихают и по сей день. Однако не вызывает сомнения тот факт, что природный баланс, обеспечивающий жизнь на земле, хрупок, и легко может быть нарушен, предупреждают учёные.