07 октомври 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Две суперпланини отпреди стотици милиони години са задвижили еволюцията?

Древните гигантски планински вериги може да са осигурили важни хранителни вещества в началото на историята на Земята.

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 08 февруари 2022 в 00:01 79530
Хималаите. Кредит: Wikimedia Commons

Австралийски изследователи са открили доказателства, че две суперпланини - високи като Хималаите и широки като суперконтиненти - са се образували в два важни момента от еволюцията на живота.

„Днес няма нищо подобно на тези две суперпланини“, коментира Дзъи Джу (Ziyi Zhu), докторант в Австралийския национален университет (ANU). „Не е само височината им – ако можете да си представите 2400-километровите Хималаи, повторени три или четири пъти, получавате представа за мащаба.”

Дзъи Джу (Ziyi Zhu), докторант в Австралийския национален университет (ANU)

Джу е водещ автор на ново проучване, публикувано в списанието Earth and Planetary Science Letters, в което тя и колегите й са използвали циркони, за да проследят кога са се образували тези масивни планини.

Те откриват две огромни планински вериги, съществували преди стотици милиони години. Едната се простира на 8000 км през целия суперконтинент и е поне 3-4 пъти повече от Хималайската планинска верига.

Тези открития отговарят на това, което знаем за цикъла на суперконтинентите - идеята, че най-фундаменталният импулс на планетата е формирането и разпадането на континентите на суперконтиненти. Изглежда, че този цикъл работи в продължение на 700–800 милиона години.

Първият пример, наречен суперпланина Нуна на името на суперконтинента, който се е образувал по това време, датира от преди между 2 и 1,8 милиарда години.

„Това съвпада с вероятната поява на еукариотите, организми с клетки с ядра, които по-късно са довели до растения и животни“, разказва Джу.

„Втората, известна като Трансгондванската суперпланина, съвпада с появата на първите големи животни преди 575 милиона години и камбрийския взрив 45 милиона години по-късно, когато повечето групи животни се появяват във вкаменелостите.”

„Зашеметяващо е, че целият запис на изграждането на планините през времето е толкова ясен. Той показва тези два огромни пика: единият е свързан с появата на животните, а другият с появата на сложни големи клетки", коментира съавтора професор Йохен Брокс (Jochen Brocks), също от ANU.

Това проучване е допълнение към нарастващия набор от доказателства, че планините са играли решаваща роля за възхода на живота на Земята, идея, предложена за първи път в статия от 2006 г., също публикувана в Earth and Planetary Science Letters.

Няколко пъти в историята на Земята плочите са се събирали в гигантски суперконтиненти. Кредит: Fama Clamosa/Wikimedia Commons

Могат ли планините да повлияят на еволюцията?

Всичко е заради ерозията.

Когато се образуват планини, те изнасят елементи от дълбоко в вътрешността на Земята на повърхността. След това, когато дъждът, вятърът и ледниците издълбаят върховете в продължение на хилядолетия, тези елементи, необходими за живота – като желязо и фосфор – се освобождават и си проправят път през реките към океана.

Това помага за задвижването на системи като климата и въглеродния цикъл, както и снабдяването с хранителни вещества, които са ключови за развитието на живота.

Смята се, че дълго време в историята на планетата животът е бил „задържан“, защото хранителните вещества, от които се нуждае, за да се развие, не са били в изобилие. Например еукариотите са се появили на Земята преди около 1,7 милиарда години, но са станали господстващи преди около 800 милиона години. Този интервал от време е известен като „скучния милиард“, тъй като еволюцията почти не е имала напредък.

„Забавянето на еволюцията се дължи на отсъствието на свръхпланини през този период, което намалява доставките на хранителни вещества в океаните“, обяснява съавторът професор Иън Кембъл (Ian Campbell) от ANU.

Тази идея се подкрепя от предишни изследвания, които също предполагат, че причината за тази пауза е липсата на планинообразуване.

След това, когато тектониката на плочите разбива суперконтиненти и издигна масивни планински вериги над повърхността, новия кръг от ерозия предоставя ключовите съставки за развитието на живота.

Освен хранителните вещества е имало и повишени нива на кислород в атмосферата.

„Ранната земна атмосфера не е съдържала почти никакъв кислород“, разказва Джу. „Смята се, че нивата на кислород в атмосферата са се увеличили в поредица от стъпки, две от които съвпадат със суперпланините."

„Увеличаването на атмосферния кислород, свързано с ерозията на Трансгондванската суперпланина, е най-голямото в историята на Земята и е основна предпоставка за появата на животните."

„Това проучване ни дава маркери“, разказва Кембъл, „за да можем по-добре да разберем еволюцията на ранния, сложен живот“.

Камбрийските морета са се изпълнили с нови видове животни, като хищника Anomalocaris (в центъра). Кредит: John Sibbick/Natural History Museum

Как е проведено проучването?

Джу и колегите ѝ проучват циркони, получени от ерозирани подножия на планини, Цирконите са издръжливи минерали, които са като кристални капсули на времето. Важно е, че когато се образуват, те действат като „гъби“ за много различни елементи - в тях остават много малки следи от много различни елементи - като редкоземни елементи, уран и др. Различните концентрации на елементи в цирконите, може да подскаже как се е образувал минералът.

Джу и екипът проучват циркони с ниско съдържание на лутеций, тежък рядкоземен елемент. Те твърдят, че цирконите са с малко лутеций заради околната среда, в която са нарастнали цирконите – в „супа“ от магма под високо налягане под вулкан в планинска верига. Проучването твърди, че цирконът расте в конкуренция с гранати, който би поел много лутеций. Гранатът може да расте само в значителни количества в среда с интензивно високо налягане - като тези под тежестта на масивни планини.

„Това е доста дълга логическа връзка и е спорна“, отбелязва професор Алън Колинс (Alan Collins), геолог от Университета в Аделаида, който не е участвал в това изследване. „Има и други причини, поради които може да има този вид изчерпване [на лутеций], но... навлизаме в свят, в който получаваме ужасно много данни. Трябва наистина да третираме тези неща по доста строги статистически начини, за да търсим такива тенденции."

Но това проучване точно това прави - въпреки че екипът излиза ссмели изводи, Колинс вярва, че го правят по внимателен и логичен начин, сравнявайки данните си с други набори от данни за нарастването на кислорода и живота.


Геоложкото време, представено в диаграма, наречена геоложки часовник, показваща относителните дължини на еоните от историята на Земята и отбелязващи основните събития. Кредит: Wikimedia Commons.

Как може да бъде подкрепен аргументът им?

Според Колинс има редица различни химически заместители, сочещи към масивни планински вериги, съществуващи в момента, но има начини за проверка и подобряване на тези нови данни.

Проучването разглежда цирконовите зърна от глобален набор от данни, които не са прикрепени към определено място. Един от начините да се потвърдят техните открития е да се търсят тези циркони in situ (на място), на предполагаемото местоположение на древна планинска верига.

В момента Колинс участва в свързано проучване, което прави точно това, разглеждайки планински вериги от преди 1 милиард до 500 000 милиона години.

„Разглеждаме останките от самите реални планински вериги, които съществуват, въпреки че всички те са плоски сега“, разказва Колинс.

„Сега откриваме скалите, които са се образували в основата на тези планини, оголени, а след това по тях се опитваме да изчислим налягането, под което са се образували и/или са преживели – и изхождайки от това да преценим колко скали е трябвало да има над тях и по този начин -  колко високи трябва да са били планините по това време.”

Този метод, смята изследователят, би могъл да бъде независим начин за проверка на съществуването на такива свръхпланини и би позволил да се картографира къде всъщност са били тези планини на повърхността на Земята.

Кредит: Ziyi Zhu et al.

„След като може да се започне картографиране къде се намират тези планини, може да се започнем да ги поставяте в глобалните климатични модели, които използваме днес“, коментира Колинс, „и да се опитате да го изградим назад във времето.“

Редица различни изследователски екипи работят върху това в момента, опитвайки се да моделират как е изглеждал светът тогава и по този начин да видят как геоложките процеси влияят на повърхностните процеси като биологията и химията.

Това ново изследване е само още една брънка в сложната история на нашата планета и в стремежа да се разберат взаимоотношенията между земните системи в миналото.

Справка: The temporal distribution of Earth's supermountains and their potential link to the rise of atmospheric oxygen and biological evolution, Ziyi Zhu, Ian H. Campbell, Charlotte M. Allen, Jochen J. Brocks, Bei Chen, Earth and Planetary Science Letters, Volume 580, 2022, 117391, ISSN 0012-821X, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117391

Източник: Did ancient supermountains turbocharge the evolution of life?, Cosmos magazine


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.