Что произошло с Землёй 1,8 миллиарда лет назад? Этот процесс стал основой для всей жизни на планете

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.

Распад Нуна: неожиданные последствия

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.

Новая модель реконструкции углеродных потоков

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.

Субдукция и вулканическая активность

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 как инкубаторы жизни

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.

Роль океанского дна в углеродном цикле

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.

Эволюция жизни в "скучный миллиард"

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.

Заключение: от геологии к биологии

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.