Pladetektonik kan have drevet Cambrian Explosion, undersøgelse viser

Jagten på at opdage, hvad der drev en af ​​de vigtigste evolutionære begivenheder i livets historie på Jorden, har taget en ny, fascinerende twist.

Et team af forskere har givet et nyt indblik i, hvad der kan have drevet "Cambrian Explosion" - en periode med hurtig ekspansion af forskellige former for dyreliv, der fandt sted for over 500 millioner år siden.

Mens en række teorier er blevet fremsat for at forklare denne skelsættende periode, den mest troværdige er, at den blev drevet af en betydelig stigning i iltniveauet, som tillod en lang række dyr at trives.

Den nye undersøgelse tyder på, at en sådan stigning i iltniveauet var resultatet af ekstraordinære ændringer i den globale pladetektonik.

Under dannelsen af ​​superkontinentet 'Gondwana', der var en større stigning i den kontinentale buevulkanisme - kæder af vulkaner, der ofte blev dannet tusinder af miles, hvor kontinentale og oceaniske tektoniske plader kolliderede. Dette førte igen til øget 'afgasning' af CO2 fra gammel tid, subducerede sedimentære sten.

Det her, holdet beregnet, førte til en stigning i atmosfærisk CO2 og opvarmning af planeten, hvilket igen forstærkede forvitring af kontinentale klipper, som leverede næringsstoffosforet til havet for at drive fotosyntese og iltproduktion.

Undersøgelsen blev ledet af Josh Williams, der begyndte forskningen som kandidatstuderende ved University of Exeter og nu studerer til en ph.d. ved universitetet i Edinburgh.

Under sit MSc -projekt brugte han en sofistikeret biogeokemisk model til at foretage den første kvantificering af ændringer i atmosfæriske iltniveauer lige før denne eksplosion af liv.

Medforfatter og projektvejleder professor Tim Lenton, fra University of Exeters Global Systems Institute sagde:"Et af de store dilemmaer, der oprindeligt blev anerkendt af Darwin, er, hvorfor komplekst liv, i form af fossile dyr, optrådte så brat i det, der nu er kendt som den kambriske eksplosion.

"Mange undersøgelser har antydet, at dette var forbundet med en stigning i iltindholdet - men uden en klar årsag til en sådan stigning, eller ethvert forsøg på at kvantificere det. "

Modellen forudsagde ikke kun en markant stigning i iltniveauer på grund af ændringer i pladetektonisk aktivitet, men den stigning i ilt - til omkring en fjerdedel af niveauet i dagens atmosfære - krydsede de kritiske niveauer, der vurderes at være nødvendige for dyrene, der blev set i den kambriske eksplosion.

Williams tilføjede:"Det særligt overbevisende ved denne forskning er, at modellen ikke kun forudsiger en stigning i ilt til niveauer, der anslås at være nødvendige for at understøtte de store, mobil, det kambriske rovdyrliv, men modelforudsigelserne viser også stærk overensstemmelse med eksisterende geokemiske beviser. "

"Det er bemærkelsesværdigt at tænke på, at vores ældste dyrefædre - og derfor alle os - måske skylder vores eksistens, delvis, til en usædvanlig episode af pladetektonik for over en halv milliard år siden, "sagde professor Lenton.

En tektonisk drevet Ediacaran -iltningsbegivenhed af Joshua Williams, Benjamin Mills og Tim Lenton offentliggøres i Nature Communications onsdag, 19. juni 2019.