"Всплытие" континентов вызвало первое массовое вымирание в истории Земли
Появление первых клочков суши 2,5 миллиарда лет назад заставило Землю отражать больше света и тепла в космос, что привело к постепенному замерзанию всей планеты и вымиранию "бескислородной" жизни, выяснили ученые, опубликовавшие статью в журнале Nature.
"Вода практически не отражает свет и тепло Солнца, а поглощает его. Когда появились первые континенты Земли, их породы были окрашены в светлые тона, что помогало им отражать солнечную энергию назад в космос. В результате этого началась цепная реакция, благодаря которой Земля сначала впервые увидела снег, а затем превратилась в ледышку", - заявил Илья Биндеман из университета Орегона в Юджине (США).
Затерянный мир
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, геологи спорят до сих пор.
Биндеман и его коллеги предложили альтернативное объяснение этому феномену, изучая первичные породы шельфа Земли, формировавшиеся на дне ее первичного океана 3,7-2,2 миллиарда лет назад.
Эти отложения, как отмечает геолог, давно интересуют ученых по той причине, что они сохранили в себе следы "докислородной" эпохи, изучение которых может помочь нам понять, когда и почему появились первые фотосинтезирующие организмы, и что именно мешало им вызвать эту катастрофу в более ранние эпохи.
Одним из таких препятствий считаются породы континентов - первичная кора Земли содержала в себе относительно мало кислорода, и ее породы могли поглощать в себя излишки этого газа на протяжении очень долгого времени. Следы этого процесса, как отмечает Биндеман, его команда пыталась найти в том, как много "тяжелого" кислорода содержат породы древнего шельфа Земли.
Спусковой крючок катастрофы
Как правило, чем больше кислорода-17 содержат породы Земли, тем более первозданными они являются. Взаимодействие с атмосферным кислородом, соответственно, будет приводить к снижению его доли. Это позволяет определить и время "всплытия" континентов, которые изначально находились на дне первичного океана, и ту точку, когда микробы начали производить первый "биогенный" кислород.
Проанализировав доли кислорода-17 в породах с самых разных уголков Земли, ученые пришли к выводу, что этот процесс начался примерно 2,5 миллиона лет назад, когда концентрация этих тяжелых атомов в породах шельфа начала резко падать.
Это означает, что континенты начали покидать воды морей примерно в эту эпоху, что совпадает по времени с началом "великой кислородной катастрофы". Подобное совпадение, как считают ученые, не было случайным, и именно резкое всплытие континентов послужило отправной точкой для всех последующих событий, поменявших облик планеты и природу жизни на ее поверхности.
К примеру, формирование континентов, как считает Биндеман, сыграло решающую роль в превращении Земли в "ледышку". Их образование само по себе уменьшило количество тепла, которое получала наша планета, а окисление и разрушение первичных пород суши насытило океаны большим числом соединений фосфора, калия и прочих важных нутриентов.
Благодаря этому первые цианобактерии и водоросли начали бурно размножаться, что резко сократило запасы СО2 в атмосфере и привело к постепенному охлаждению планеты и началу самой суровой ледниковой эпохи в ее истории.
