Распад древнего суперконтинента Нуна около 1,5 миллиардов лет назад стал катализатором важнейших изменений на Земле, которые значительно повлияли на развитие жизни. Это открытие, сделанное в ходе нового исследования, позволяет по-новому взглянуть на "скучный миллиард" — период, в который, как считалось ранее, Земля была лишена значительных геологических событий и изменений в биосфере. Об этом сообщает Live Science.
Суперконтинент Нуна существовал примерно 1,8 миллиарда лет назад, и его распад изменил как тектонику плит, так и экологические условия на планете. Важнейшие изменения произошли в течение так называемого "скучного миллиарда" — промежутка времени, который охватывает период от 1,8 до 800 миллионов лет назад. Название этого периода может вводить в заблуждение, так как, по мнению ученых, на Земле в это время происходили важные тектонические и эволюционные изменения, которые ранее были недооценены.
Дитмар Мюллер, профессор геофизики Университета Сиднея и руководитель исследования, объяснил, что традиционно "скучный миллиард" ассоциировался с геохимической стабильностью и отсутствием крупных потрясений. Однако новейшие данные, полученные при моделировании движений тектонических плит, показывают, что это время было гораздо более динамичным и трансформирующим для планеты, чем считалось.
В ходе исследования ученые использовали передовую модель, которая позволила более точно реконструировать изменения в углеродных потоках на Земле за последние 1,8 миллиарда лет. Это стало возможным благодаря новаторскому подходу, который позволяет отслеживать, как распад суперконтинента Нуна повлиял на выбросы углекислого газа и хранение углерода в морях и океанах.
По данным исследования, в течение 350 миллионов лет, когда происходили изменения в тектонической активности, площадь мелководных морей, окружавших сушу, значительно увеличилась. Эти моря стали важными экосистемами, наполненными кислородом и питательными веществами, что способствовало развитию более сложных форм жизни.
Зоны субдукции, где одна тектоническая плита погружается под другую, играют ключевую роль в формировании вулканической активности. Они вызывают выбросы углекислого газа и других газов в атмосферу, а также влияют на климат Земли. Однако в "скучный миллиард" зоны субдукции начали сокращаться, что стало причиной уменьшения вулканической активности и, следовательно, выбросов углекислого газа.
"Это снижало концентрацию CO2 в атмосфере, что, в свою очередь, помогало охладить планету и создать более стабильные условия для жизни", — отметил Мюллер.
Снижение уровня CO2 способствовало образованию более кислородных условий в мелководных морях, которые стали "инкубаторами" для новых форм жизни. Это стало важным фактором в эволюции более сложных организмов.
Мелководные моря, образовавшиеся после распада Нуна, стали важнейшими экосистемами для развития жизни. Эти среды, богатые кислородом и питательными веществами, обеспечили условия для эволюции и диверсификации организмов, в том числе для появления эукариот. Эукариоты — это организмы с клетками, содержащими ядро, и они являются основой всех животных, растений и грибов.
Юрай Фаркаш, доцент Школы физики, химии и наук о Земле Университета Аделаиды, объяснил, что эти моря обеспечивали стабильные геохимические условия, которые способствовали развитию жизни на более высоком уровне сложности.
"Мы считаем, что эти экосистемы сыграли решающую роль в диверсификации жизни, помогая организмы адаптироваться и эволюционировать", — отметил ученый.
Еще одним важным фактором, который способствовал созданию условий для сложной жизни, стал процесс изменения океанского дна. Распад Нуна привел к созданию нового океанского дна, что сыграло роль в снижении уровня CO2 в атмосфере. Это было связано с тем, что морская вода, проникая в трещины на морском дне, помогала убирать углерод, образуя карбонатные отложения, такие как известняк.
"Это океанское дно, измененное гидротермальной циркуляцией, накопило углерод в виде карбонатных минералов, что помогло снизить концентрацию CO2 в атмосфере и создать более кислородные условия для жизни", — пояснил Мюллер.
Этот процесс также сыграл ключевую роль в стабилизации климата и создании условий для эволюции более сложных организмов.
Распад Нуна не только изменил геологические условия, но и оказал влияние на биологическую эволюцию. Исследования показывают, что именно в этот период произошла важная эволюционная веха — появление первых эукариот, которые впоследствии стали основой для возникновения всех более сложных форм жизни, включая животные и растения.
Ранее ученые уже находили ископаемые свидетельства о существовании эукариотов около 1,05 миллиарда лет назад. Однако условия, при которых эти организмы появились, оставались неизвестными. Новое исследование предполагает, что распад Нуна, создав условия для увеличения площади мелководных морей и снижения концентрации CO2 в атмосфере, был важным фактором, позволившим эукариотам эволюционировать.
В целом, распад суперконтинента Нуна привел к трем важным изменениям, которые способствовали развитию сложной жизни на Земле: созданию мелководных морей, снижению вулканической активности и накоплению углерода в океанских отложениях. Эти процессы обеспечили кислородные и стабильные условия для существования более сложных организмов, что стало основой для дальнейшего эволюционного развития жизни на планете.
По словам Мюллера, следующие шаги в исследовании будут направлены на поиск более хорошо сохранившихся окаменелостей эукариот, что позволит еще более точно восстановить эволюцию жизни в этот период.