![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
annum_per_annumМиллионы лет тому назад климат резко изменился, превратив Землю в, казалось бы, безжизненную замерзшую планету. Однако ледниковые периоды способствовали ускорению эволюции животных и растений. Сегодня геологи по крупицам восстанавливают историю ледникового прошлого Земли.
"716,5 млн лет назад земной шар был полностью покрыт льдом. Такой сенсационный вывод сделали ученые из США и Канады на основе данных геологоразведки на Юконе (северо-запад Канады). Исследования подтвердили теорию о том, что 850-635 млн лет назад, в эпоху криогенового периода, или криогена (Cryogenian), Землю неоднократно сковывала толща льда, по которой были разбросаны небольшие полыньи, где теплилась жизнь.
Задолго до криогена появились так называемые эукариоты с одним ядром, то есть организмы, клетки которых имеют оформленное клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы оболочкой. До многоклеточных эукариотов в виде растений или животных было еще далеко, они появились лишь в конце криогенового периода, и, возможно, именно оледенения спровоцировали этот эволюционный импульс.
К возникновению новых видов привела изоляция
В марте 2010 года журнал "Science" опубликовал статью американского геолога Фрэнсиса Макдональда, где высказывается предположение о том, что глобальные оледенения и эволюция сложных форм жизни на Земле тесно взаимосвязаны. «О связи между дифференциацией эукариотов, а главное, появлением животных, и стертовским оледенением говорит совпадение во времени. Правда, приблизительность датировки окаменелостей не позволяет им выступать в качестве надежного доказательства», - уточняет Макдональд.
Оледенение уничтожило большинство организмов, но некоторым все-таки удалось выжить. Видимо, в результате вулканической деятельности им посчастливилось оказаться в свободных от льда изолированных территориях с благоприятными условиями для жизни (водой, солнечным светом).
«Связи между разрозненными группамии эукариотов носителей генофонда были разорваны, что послужило толчком к увеличению разнообразия видов», - считает Макдональд. Организмы, сумевшие адаптироваться к экстремальным условиям выживания, были готовы к завоеванию оттаявшей планеты.
Замерзли даже тропики
Чтобы принять теорию, согласно которой Земля превратилась в снежный ком, необходимо ответить на несколько вопросов. Во-первых, почему Земля замерзла полностью? Во-вторых, каким образом она остыла настолько, что лед сковал всю ее поверхность? И наконец, как ей удалось вырваться из ледяного плена, оттаять и отогреться? Новые данные помогают ответить на первый вопрос.
Геологи установили предельно точный возраст минералов вулканических пород в Канаде. Минералы находились между ледниковыми отложениями на поверхности древнего океанического дна. А это значит, что океан замерз.
716,5 млн лет назад расположение континентов на планете отличалось от нынешнего, и область, называемая сегодня Канадой, лежала довольно близко к экватору. Об этом говорит характерное для тропиков наличие известняка в донных отложениях, а также анализ железа, входящего в горные породы. При формировании этих пород магнитное поле Земли наделило железо магнитными свойствами. Современные палеомагнетические методы позволяют выяснить, на какой широте сформировались породы. Таким образом выяснилось, что канадские горы, с образцами которых работали геологи, были расположены не более чем в 10 градусах широты от экватора. Другими словами, замерзли даже тропики.
Ледники достигли 30-градусной широты, их поверхность стала отражать в космос еще больше солнечных лучей, температура стремительно упала, и планету сковал ледяной панцирь. Такой вывод был сделан в результате использования климатических моделей, учитывающих количество отражаемого солнечного излучения.
Две трети солнечного излучения поглощается атмосферой и поверхностью Земли. В свою очередь Земля также отражает излучение, таким образом сохраняется некоторый температурный баланс. При движении ледников от полюсов к экватору увеличивается количество отражаемого солнечного излучения. Белая поверхность в виде снега и льда отражает около 90% лучей. Возникает замкнутый круг: распространение льда ведет к понижению температуры, которое в свою очередь приводит к образованию еще большего количества льда.
Роль дождей в охлаждении климата
Но каким образом ледники подступили настолько близко к экватору, что начались лавинообразные климатические изменения? Ответ на этот вопрос содержится в размещении материковых масс. Миллиард лет назад почти вся суша представляла собой единый суперконтинент, названный Родинией. Около 750 млн лет назад, по-видимому, из-за восходящих тепловых потоков в земной мантии, которые растягивали и разламывали земную кору, огромная материковая масса распалась, образовав несколько меньших по размеру континентов, окруженных океаном, что привело к увеличению количества осадков.
Дожди способствовали эрозии горных пород, связыванию атмосферного СО2 и образованию известняков. Сокращение количества СО2 привело к охлаждению климата, и полярные льды продвинулись к более теплым широтам. Мощные извержения вулканов могли ускорить развитие событий. Попадание большого количества пепла в верхние слои атмосферы препятствует проникновению солнечных лучей на Землю, что может привести к глобальному похолоданию.
Имеются и другие свидетельства того, что в эпоху криогена Земля пережила одно, а то и несколько обширных оледенений. Геологи обнаружили древние ледниковые отложения в Намибии, Австралии, Гренландии, на Шпицбергене и в Китае. Судя по их структуре, стертовскому оледенению (около 635 млн лет назад) предшествовал не менее серьезный ледниковый период. Низкий уровень изотопа утлерода-13 в отложениях горных пород свидетельствует о том, что в подобные экстремальные эпохи из океана исчезали практически все живые организмы.
К жизни планету вернули вулканы
Холода и ледяной покров не мешали извержению новых вулканов, в атмосферу выбрасывались тонны газов, в том числе СО2. За миллионы лет его накопилось столько, что температура сделала резкий скачок вверх, тут-то все снова и завертелось. Лед растаял, поверхность Земли опять обнажилась, океан вернулся в жидкое состояние, интенсивность отражения солнечных лучей снизилась.
Теория отступления ледников подтверждается научными наблюдениями. Во время крупных ледниковых периодов железо находилось в воде, лишенной притока кислорода, и, следовательно, не было подвержено разрушению и выпадению в осадок. С повышением температуры возобновился контакт воды с кислородом, содержащимся в воздухе, и железо осело, образовав оксидно-железистые отложения.
Непосредственно над ледниковыми отложениями в разных уголках Земли геологи также обнаружили необычный слой минерала доломита. Известковые отложения данного типа могли быть связаны с резким изменением химического состава океана. Стремительное потепление привело к интенсивному испарению океана, увеличилось количество осадков, которые, смешиваясь с атмосферным СО2, превращались в угольную кислоту. Кислота растворяла породы на суше, вымывая в океан огромное количество кальция. Здесь осадочные отложения принимали особую форму известняка.
Земля вновь оттаяла, но весь процесс мог повториться вновь, пока основная часть континентов находилась у экватора, а максимальное поглощение СО2 материковыми массами происходило именно в тропиках. Поэтому стабилизация климата была возможна только при смещении континентов к полюсам.
Таким образом, многое говорит в пользу теории глобальных оледенений. Правда, остаются вопросы, с которыми геологи еще не определились. Например, неизвестно, сколько всего было ледниковых периодов, какова была их продолжительность и степень распространения льда. Пока что наиболее продолжительным и глобальным считается стертовский ледниковый период. Самым же главным вопросом остается значение для развития жизни на Земле великих оледенений, охвативших нашу планету 635 млн лет назад. Установлено, что эдиакарская фауна, то есть первые сложные многоклеточные формы жизни, возникла сразу после окончания последнего великого оледенения. Эдиакарий сменился кембрием и кембрийским взрывом, характеризующимся активным развитием жизни на Земле, когда сформировались почти все современные группы животных. Так что не исключено, что своим возникновением теплолюбивое человечество обязано безжизненному криогену".
"716,5 млн лет назад земной шар был полностью покрыт льдом. Такой сенсационный вывод сделали ученые из США и Канады на основе данных геологоразведки на Юконе (северо-запад Канады). Исследования подтвердили теорию о том, что 850-635 млн лет назад, в эпоху криогенового периода, или криогена (Cryogenian), Землю неоднократно сковывала толща льда, по которой были разбросаны небольшие полыньи, где теплилась жизнь.
Задолго до криогена появились так называемые эукариоты с одним ядром, то есть организмы, клетки которых имеют оформленное клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы оболочкой. До многоклеточных эукариотов в виде растений или животных было еще далеко, они появились лишь в конце криогенового периода, и, возможно, именно оледенения спровоцировали этот эволюционный импульс.
К возникновению новых видов привела изоляция
В марте 2010 года журнал "Science" опубликовал статью американского геолога Фрэнсиса Макдональда, где высказывается предположение о том, что глобальные оледенения и эволюция сложных форм жизни на Земле тесно взаимосвязаны. «О связи между дифференциацией эукариотов, а главное, появлением животных, и стертовским оледенением говорит совпадение во времени. Правда, приблизительность датировки окаменелостей не позволяет им выступать в качестве надежного доказательства», - уточняет Макдональд.
Оледенение уничтожило большинство организмов, но некоторым все-таки удалось выжить. Видимо, в результате вулканической деятельности им посчастливилось оказаться в свободных от льда изолированных территориях с благоприятными условиями для жизни (водой, солнечным светом).
«Связи между разрозненными группамии эукариотов носителей генофонда были разорваны, что послужило толчком к увеличению разнообразия видов», - считает Макдональд. Организмы, сумевшие адаптироваться к экстремальным условиям выживания, были готовы к завоеванию оттаявшей планеты.
Замерзли даже тропики
Чтобы принять теорию, согласно которой Земля превратилась в снежный ком, необходимо ответить на несколько вопросов. Во-первых, почему Земля замерзла полностью? Во-вторых, каким образом она остыла настолько, что лед сковал всю ее поверхность? И наконец, как ей удалось вырваться из ледяного плена, оттаять и отогреться? Новые данные помогают ответить на первый вопрос.
Геологи установили предельно точный возраст минералов вулканических пород в Канаде. Минералы находились между ледниковыми отложениями на поверхности древнего океанического дна. А это значит, что океан замерз.
716,5 млн лет назад расположение континентов на планете отличалось от нынешнего, и область, называемая сегодня Канадой, лежала довольно близко к экватору. Об этом говорит характерное для тропиков наличие известняка в донных отложениях, а также анализ железа, входящего в горные породы. При формировании этих пород магнитное поле Земли наделило железо магнитными свойствами. Современные палеомагнетические методы позволяют выяснить, на какой широте сформировались породы. Таким образом выяснилось, что канадские горы, с образцами которых работали геологи, были расположены не более чем в 10 градусах широты от экватора. Другими словами, замерзли даже тропики.
Ледники достигли 30-градусной широты, их поверхность стала отражать в космос еще больше солнечных лучей, температура стремительно упала, и планету сковал ледяной панцирь. Такой вывод был сделан в результате использования климатических моделей, учитывающих количество отражаемого солнечного излучения.
Две трети солнечного излучения поглощается атмосферой и поверхностью Земли. В свою очередь Земля также отражает излучение, таким образом сохраняется некоторый температурный баланс. При движении ледников от полюсов к экватору увеличивается количество отражаемого солнечного излучения. Белая поверхность в виде снега и льда отражает около 90% лучей. Возникает замкнутый круг: распространение льда ведет к понижению температуры, которое в свою очередь приводит к образованию еще большего количества льда.
Роль дождей в охлаждении климата
Но каким образом ледники подступили настолько близко к экватору, что начались лавинообразные климатические изменения? Ответ на этот вопрос содержится в размещении материковых масс. Миллиард лет назад почти вся суша представляла собой единый суперконтинент, названный Родинией. Около 750 млн лет назад, по-видимому, из-за восходящих тепловых потоков в земной мантии, которые растягивали и разламывали земную кору, огромная материковая масса распалась, образовав несколько меньших по размеру континентов, окруженных океаном, что привело к увеличению количества осадков.
Дожди способствовали эрозии горных пород, связыванию атмосферного СО2 и образованию известняков. Сокращение количества СО2 привело к охлаждению климата, и полярные льды продвинулись к более теплым широтам. Мощные извержения вулканов могли ускорить развитие событий. Попадание большого количества пепла в верхние слои атмосферы препятствует проникновению солнечных лучей на Землю, что может привести к глобальному похолоданию.
Имеются и другие свидетельства того, что в эпоху криогена Земля пережила одно, а то и несколько обширных оледенений. Геологи обнаружили древние ледниковые отложения в Намибии, Австралии, Гренландии, на Шпицбергене и в Китае. Судя по их структуре, стертовскому оледенению (около 635 млн лет назад) предшествовал не менее серьезный ледниковый период. Низкий уровень изотопа утлерода-13 в отложениях горных пород свидетельствует о том, что в подобные экстремальные эпохи из океана исчезали практически все живые организмы.
К жизни планету вернули вулканы
Холода и ледяной покров не мешали извержению новых вулканов, в атмосферу выбрасывались тонны газов, в том числе СО2. За миллионы лет его накопилось столько, что температура сделала резкий скачок вверх, тут-то все снова и завертелось. Лед растаял, поверхность Земли опять обнажилась, океан вернулся в жидкое состояние, интенсивность отражения солнечных лучей снизилась.
Теория отступления ледников подтверждается научными наблюдениями. Во время крупных ледниковых периодов железо находилось в воде, лишенной притока кислорода, и, следовательно, не было подвержено разрушению и выпадению в осадок. С повышением температуры возобновился контакт воды с кислородом, содержащимся в воздухе, и железо осело, образовав оксидно-железистые отложения.
Непосредственно над ледниковыми отложениями в разных уголках Земли геологи также обнаружили необычный слой минерала доломита. Известковые отложения данного типа могли быть связаны с резким изменением химического состава океана. Стремительное потепление привело к интенсивному испарению океана, увеличилось количество осадков, которые, смешиваясь с атмосферным СО2, превращались в угольную кислоту. Кислота растворяла породы на суше, вымывая в океан огромное количество кальция. Здесь осадочные отложения принимали особую форму известняка.
Земля вновь оттаяла, но весь процесс мог повториться вновь, пока основная часть континентов находилась у экватора, а максимальное поглощение СО2 материковыми массами происходило именно в тропиках. Поэтому стабилизация климата была возможна только при смещении континентов к полюсам.
Таким образом, многое говорит в пользу теории глобальных оледенений. Правда, остаются вопросы, с которыми геологи еще не определились. Например, неизвестно, сколько всего было ледниковых периодов, какова была их продолжительность и степень распространения льда. Пока что наиболее продолжительным и глобальным считается стертовский ледниковый период. Самым же главным вопросом остается значение для развития жизни на Земле великих оледенений, охвативших нашу планету 635 млн лет назад. Установлено, что эдиакарская фауна, то есть первые сложные многоклеточные формы жизни, возникла сразу после окончания последнего великого оледенения. Эдиакарий сменился кембрием и кембрийским взрывом, характеризующимся активным развитием жизни на Земле, когда сформировались почти все современные группы животных. Так что не исключено, что своим возникновением теплолюбивое человечество обязано безжизненному криогену".
Журнал "Science illustrated", №02(07)/2011