Поиски того, что привело к одному из самых важных эволюционных событий в истории жизни на Земле, приняли новый, увлекательный поворот.
Группа ученых по-новому взглянула на то, что могло привести к «кембрийскому взрыву» - периоду быстрого распространения различных форм жизни животных, произошедшему более 500 миллионов лет назад.
Несмотря на то, что для объяснения этого знаменательного периода было выдвинуто несколько теорий, наиболее правдоподобной является то, что он был вызван значительным повышением уровня кислорода, что позволило процветать широкому кругу животных.
Новое исследование предполагает, что такое повышение уровня кислорода было результатом экстраординарных изменений в глобальной тектонике плит.
Во время формирования суперконтинента «Гондвана» наблюдался значительный рост вулканизма континентальной дуги - цепочки вулканов часто образовывались на тысячи миль в длину, где сталкивались континентальные и океанические тектонические плиты. Это, в свою очередь, привело к усилению «дегазации» CO2 из древних субдуктивных осадочных пород.
Это, как подсчитала команда, привело к увеличению атмосферного CO2 и потеплению планеты, что, в свою очередь, усилило выветривание континентальных пород, поставлявших питательный фосфор в океан для фотосинтеза и производства кислорода.
Исследование возглавил Джош Уильямс, который начал исследование, будучи студентом магистратуры Эксетерского университета, а сейчас учится в докторантуре Эдинбургского университета.
Во время своего проекта магистратуры он использовал сложную биогеохимическую модель, чтобы провести первую количественную оценку изменений уровня кислорода в атмосфере непосредственно перед этим взрывом жизни.
Соавтор и руководитель проекта профессор Тим Лентон из Института глобальных систем Эксетерского университета сказал: «Одна из великих дилемм, первоначально отмеченных Дарвином, заключается в том, почему сложная жизнь в форме ископаемых животных возникла так внезапно. в том, что сейчас известно как кембрийский взрыв.
"Многие исследования предполагают, что это связано с повышением уровня кислорода, но без четкой причины такого повышения или каких-либо попыток его количественного определения."
Модель не только предсказала заметное повышение уровня кислорода из-за изменений в тектонической активности плит, но и то, что повышение содержания кислорода - примерно до четверти уровня в сегодняшней атмосфере - превысило критические уровни, которые, по оценкам, необходимы животными, замеченными во время кембрийского взрыва.
Уильямс добавил: «Что особенно убедительно в этом исследовании, так это то, что модель не только предсказывает повышение уровня кислорода до уровней, которые, по оценкам, необходимы для поддержания крупной, подвижной, хищной жизни кембрийского периода, но и предсказания модели также показывают сильное согласие с существующими геохимическими данными."
«Удивительно, что наши древнейшие предки-животные - а, следовательно, и все мы - частично обязаны своим существованием необычному эпизоду тектоники плит более полумиллиарда лет назад», - сказал профессор Лентон.