Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Ændringer i Jordens kredsløb muliggjorde fremkomsten af ​​komplekst liv

Glacial dråbesten viser en ridset overflade forbundet med isbevægelse. Kredit:University of Southampton

Forskere ved University of Southampton har opdaget, at ændringer i Jordens kredsløb kan have givet komplekst liv til at dukke op og trives under den mest fjendtlige klimaepisode, planeten nogensinde har oplevet.

Forskerne - i samarbejde med kolleger i det kinesiske videnskabsakademi, Curtin University, University of Hong Kong, og universitetet i Tübingen - studerede en række klipper, der blev lagt ned, da det meste af jordens overflade var dækket af is under en alvorlig istid, kaldet 'Snowball Earth', der varede over 50 millioner år. Deres resultater offentliggøres i tidsskriftet Naturkommunikation .

"En af de mest fundamentale udfordringer for Snowball Earth-teorien er, at livet ser ud til at have overlevet, " siger Dr. Thomas Gernon, Lektor i jordvidenskab ved University of Southampton, og medforfatter af undersøgelsen. "Så, enten skete det ikke, eller livet undgik på en eller anden måde en flaskehals under den alvorlige istid."

Forskergruppen vovede ind i den syd-australske outback, hvor de målrettede kilometer-tykke enheder af glacialsten dannet for omkring 700 millioner år siden. På dette tidspunkt, Australien lå tættere på ækvator, kendt i dag for sit tropiske klima. De klipper, de studerede, imidlertid, vise utvetydige beviser for, at iskapper strakte sig så langt som til ækvator på dette tidspunkt, giver overbevisende bevis for, at Jorden var fuldstændig dækket af en iskold skal.

Holdet fokuserede deres opmærksomhed på "Banded Iron Formations", sedimentære sten bestående af skiftevis lag af jern-rige og silica-rige materialer. Disse sten blev deponeret i det isdækkede hav nær kolossale iskapper.

Under sneboldglaciationen, det frosne hav ville have været helt afskåret fra atmosfæren. Uden den normale udveksling mellem hav og luft, mange variationer i klimaet, der normalt forekommer, ville simpelthen ikke have.

"Dette blev kaldt 'sedimentær udfordring' for sneboldhypotesen, " siger professor Ross Mitchell, professor ved det kinesiske videnskabsakademi i Beijing, Kina og hovedforfatteren.

Båndet jerndannelse ved Oraparinna, Sydaustralien. Kredit:University of Southampton

"De meget variable klippelag syntes at vise cyklusser, der lignede meget klimakredsløb, der er forbundet med fremskridt og tilbagetrækning af indlandsis." En sådan variation blev antaget at være i modstrid med en statisk Snowball Earth, der begraver hele havet i is.

"Jernet kommer fra hydrotermiske åbninger på havbunden, " tilføjede Gernon. "Normalt, atmosfæren oxiderer jern med det samme, så båndede jernformationer akkumuleres typisk ikke. Men under snebolden, med havet afskåret fra luften, jern var i stand til at akkumulere nok til, at de kunne dannes."

Ved at bruge magnetisk modtagelighed - et mål for, i hvilket omfang klipperne bliver magnetiserede, når de udsættes for et magnetfelt - fandt holdet opdagelsen af, at de lagdelte klippearkiver bevarer beviser for næsten alle orbitale cyklusser.

Jordens kredsløb omkring solen ændrer sin form, og hældningen og vippingen af ​​Jordens spinakse undergår også cykliske ændringer. Disse astronomiske cyklusser ændrer mængden af ​​indgående solstråling, der når Jordens overflade og, derved, de styrer klimaet.

"Selvom Jordens klimasystem opførte sig meget anderledes under snebolden, Jordens kredsløbsvariationer ville have været lykkeligt uvidende og bare fortsat med at gøre deres ting, "forklarer professor Mitchell.

Forskerne konkluderede, at ændringer i Jordens bane tillod voksning og aftagning af iskapper, gør det muligt at udvikle periodiske isfrie regioner på sneboldjorden. Professor Mitchell forklarede, "Dette fund løser en af ​​de største påstande med sneboldens jordhypotese:den mangeårige observation af betydelig sedimentær variation under sneboldens jordglaciationer optrådte i modstrid med en så ekstrem reduktion af den hydrologiske cyklus".

Holdets resultater hjælper med at forklare den gådefulde tilstedeværelse af sedimentære bjergarter i denne alder, der viser bevis for strømmende vand på Jordens overflade, når dette vand skulle have været låst inde i iskapper. Dr. Gernon udtaler:"Denne observation er vigtig, fordi komplekst multicellulært liv nu vides at have sin oprindelse i denne periode med klimakrise, men tidligere kunne vi ikke forklare hvorfor".

"Vores undersøgelse peger på eksistensen af ​​isfrie 'oaser' i sneboldhavet, der gav et fristed for dyrelivet til at overleve den uden tvivl den mest ekstreme klimabegivenhed i Jordens historie", Dr. Gernon konkluderede.


Varme artikler