Изменения земной орбиты спасли жизнь на планете

Орбита Земли подвержена циклическим изменениям, которые влияют на климат планеты. В своё время именно это спасло ранние формы жизни от гибели. Фото Pixabay.

Исследователи из Саутгемптонского университета в Великобритании выяснили, что изменения в земной орбите могли способствовать возникновению и распространению сложных форм жизни. Причём это произошло во времена, когда климатические условия на Земле были более чем суровыми.

Учёные предполагают, что около 700 миллионов лет назад Земля была покрыта ледяным щитом до самого экватора. Этот "замороженный" период по мнению учёных продолжался порядка пятидесяти миллионов лет и дал название целому геохронологическому периоду – криогению.

Сама эта гипотеза получила название "Земля-снежок" (Snowball Earth). И главным вопросом к этой гипотезе остаётся то, как существовавшие в то время формы жизни могли выжить в условиях глобального оледенения.

Исследователи отправились в Южную Австралию, чтобы изучить километровый слой ледниковых отложений, расположенный в регионе. Он был сформирован порядка 700 миллионов лет назад. В те времена Австралия была расположена гораздо ближе к экватору, чем сегодня.

 Учёные отправились исследовать осадочные породы в заповедник Аркарула в Южной Австралии.
Фото University of Southampton.

Порода, которую исследовали учёные, содержала в себе недвусмысленные доказательства того, что ледяной покров в те далёкие времена действительно достигал экватора. Таким образом, теория "снежного кома" получила ещё одно убедительное подтверждение.  

Исследовательская группа уделила особое внимание железисто-кремнистым формациям, найденным в ледниковой породе. Они образуются из слоёв оксидов железа и кремния в местах, бедных кислородом. Именно такая среда создавалась в океане, полностью скованном льдом: из-за плотного слоя льда уровень кислорода в океане был значительно снижен.

"Железо появляется из гидротермальных источников на дне океана. Обычно атмосфера моментально окисляет железо, поэтому в норме железисто-кремнистые формации не образуются. Однако в эпоху "снежного кома", когда океан был отрезан от воздуха, железо могло накопиться [в океане] в достаточном количестве, чтобы создать эти формации", – объясняет соавтор работы доктор Томас Гернон (Thomas Gernon) из Университета Саутгемптона.

Однако чередование слоёв отложений говорит о том, что эта порода была свидетелем некого климатического цикла. Авторы работы отмечают в пресс-релизе, что это чередование можно объяснить наступлением и отступлением ледяного щита в этих местах.

Исследователи решили выяснить, что могло быть причиной этих климатических колебаний.

Для этого учёные исследовали магнитную восприимчивость породы. Эта величина отражает способность породы приобретать магнитные свойства под воздействием магнитного поля.

Напомним, ранее мы писали о том, что такие намагниченные частицы осадочных пород помогли учёным узнать, когда магнитные полюса Земли полностью поменялись местами последний раз.

Железисто-кремнистая формация отличается чередованием красноватых (богатых железом) и светлых (богатых кремнием) слоёв.
Фото University of Southampton.

Тут авторы работы и сделали открытие: слоистые отложения хранили свидетельства циклических изменений орбиты Земли.

Напомним, что Земля не обращается вокруг Солнца по некой идеальной окружности. Орбита Земли постоянно меняет свою форму. Наклон и колебание земной оси также постоянно претерпевают циклические изменения.

Всё это приводит к изменениям в количестве солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Таким образом астрономические циклы влияют на климат планеты.

В результате исследователи сделали вывод, что изменения в земной орбите провоцировали нарастание и истончение ледяного покрова планеты. Это приводило к появлению областей, временно свободных ото льда.

"Это открытие разрешает одно из основных противоречий гипотезы снежного кома: наблюдаемая с давних времён изменчивость осадочных пород в период [глобального] оледенения вступала в противоречие со столь экстремальным сокращением гидрологического цикла [в тот период]", – говорит ведущий автор исследования профессор Росс Митчелл (Ross Mitchell) из Китайской академии наук.

Авторы работы отмечают, что сложные многоклеточные формы жизни начали появляться именно в этот период геологической истории Земли. Новое исследование предлагает объяснение тому, как такое буйство жизни (впоследствии приведшее к так называемому "кембрийскому взрыву") могло возникнуть на планете, полностью скованной льдом.

Результаты этой работы говорят о том, что в эту суровую эпоху на планете всё же появлялись "оазисы", свободные от снега и льда, которые и бы своего рода заповедниками, спасавшими существовавшие в то время формы жизни от неминуемой смерти.

Исследование было опубликовано в престижном научном издании Nature Communications.