Жизнь могла выжить далеко к северу от экватора во время «Земли-снежка» | Наука

Более 600 миллионов лет назад планета была заморожена от полюса до полюса, покрытая ледяными щитами толщиной в полкилометра, которые затемнили каждый океан. Как морская жизнь цеплялась за Землю во времена Снежного кома, как известно в этот негостеприимный период, долгое время оставалось загадкой.

Новое исследование подтверждает идею о том, что глобальное оледенение не было всеобъемлющим. Геохимические данные древних горных пород позволяют предположить, что к северу от тропика Рака могли существовать зоны открытого океана, регион, который ранее считался слишком холодным для жизни в этот период. «Здесь есть обитаемая зона, — говорит Шухай Сяо, геобиолог из Политехнический институт Вирджинии и Государственный университети соавтор новой работы. И это «возможно, шире, чем считалось ранее».

Однако другие ученые еще не убеждены. Моделирование климата не может создать даже свободный ото льда экватор в периоды Земли-снежка. Возможность существования непокрытого океана за пределами тропиков «делает эту штуку очень трудной для проглатывания», — говорит Пол Хоффман, геолог из Гарвардского университета, который первым выдвинул гипотезу Земли-снежка.

Климатические модели с 1960-х годов показали, как планетарная глубокая заморозка может возникнуть из-за простой петли обратной связи. Когда температура падает, ледяные шапки Земли расширяются, отражая солнечный свет и вызывая дальнейшее охлаждение. Если льду удастся проползти примерно до 30–40° широты — примерно там, где сегодня находятся Северная Африка и континентальная часть Соединенных Штатов, — глобальный климат войдет в безудержный цикл замерзания, и ледники в конечном итоге покроют всю планету в течение нескольких сотен лет.

Геологическая летопись указывает на то, что Земля пережила как минимум два таких периода. Самый последний из них известен как Маринойский ледниковый период между 654 и 635 миллионами лет назад. Жизнь была ограничена океанами, и крупные существа еще не эволюционировали, но окаменелости показывают, что микроскопические эукариоты, такие как водоросли, жили до и после этого эпизода. По словам Сяо, таким организмам требуется солнечный свет и открытая вода. «Вы должны представить себе какое-то убежище, где эти водоросли могут выжить».

Предыдущая работа показала, что штормовые течения могли открыто циркулировать на мелководье в ту эпоху, хотя большая часть доказательств остается неоднозначной. Чтобы изучить условия в этот период, Сяо и его коллеги исследовали тонкий слой темного сланца, найденный в Национальном лесу Шэньнунцзя на юге Китая, который относится к мариною. Исследователи полагают, что сланец образовался из богатой минералами океанской грязи, отложившейся в средних широтах, возможно, между 30° и 40° северной широты.



Сяо и его коллеги обнаружили, что сланец был полон не только различных ископаемых водорослей, но и соединений азота. Толстый ледяной щит отрезал бы океаны от атмосферы, препятствуя проникновению кислорода в их воды. Но соединения азота были обнаружены на уровне, близком к уровню современных океанов, что свидетельствует о насыщенных кислородом водах, где азот и кислород могли свободно взаимодействовать.

Результаты показывают, что район, откуда поступил сланец возможно, не был покрыт льдом, а вместо этого был местом, где могли процветать фотосинтезирующие организмы.сообщает команда сегодня в Связь с природой. Если это правда, то специалистам по моделированию климата потребуется настроить свои симуляции и найти способы поддерживать открытый океан в течение длительного периода времени, говорит Сяо.

Результаты согласуются с многочисленными свидетельствами других исследований, которые указывают на благоприятные условия на аналогичных широтах во время ледникового периода, говорит Кэрол Делер, геолог из Университета штата Юта, не участвовавшая в работе.

Но Хоффман по-прежнему считает, что окаменелости, скорее всего, произошли от микроскопических водорослей, которые прятались в крошечных неглубоких бассейнах с пресной водой на вершинах ледников. Сегодня такие бассейны появляются в полярных ледяных щитах и ​​служат убежищем для адаптированных к холоду микробов.

Все современные водоросли произошли от пресноводных видов, говорит Хоффман, предполагая, что те, что обитали в морях, были уничтожены в периоды Земли-снежка и впоследствии должны были повторно эволюционировать, чтобы вернуться в океан. «Я не считаю выживание проблемой, — добавляет он, — и эта статья не решает ее».

Также возможно, что все исследователи хоть немного правы. Возможно, был промежуток времени, когда даже экватор замерзал, а живые существа были вытеснены в ледниковые бассейны. Но этот интервал мог не длиться на протяжении всего мариноанского периода.

Геологи знают, что темный сланцевый слой образовался в мариное, но когда именно он образовался во время ледникового периода, неясно. Возможно, скалы являются свидетелями заката эпохи, времени, когда ледяные щиты уже начали отступать, говорит Делер. Сяо и его коллеги согласны с такой перспективой.

«Мы не можем слишком привыкнуть ни к одной модели, — говорит Делер. «Мы должны быть действительно открытыми, потому что я думаю, что в будущем появится много новых данных».