Появление нанопланктона при динозаврах сделало вулканы королями земного климата
Считается, что гигантские вулканические цепи — древние и мощные регуляторы климата Земли, выбрасывающие углекислый газ из ее недр. Авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Оказывается, роль вулканов как главного природного «отопителя» планеты — относительно недавнее явление. Ключ к разгадке ученые нашли не в раскаленной магме, а среди микроскопических существ.
Климат Земли за сотни миллионов лет неоднократно менялся: то наступали «ледниковые эпохи», то «парниковые эффекты». Эти сдвиги напрямую зависели от концентрации парниковых газов в атмосфере, прежде всего углекислого газа (CO2).
Долгое время вулканы считались одним из древнейших и постоянных источников такого газа. Особенно это касалось вулканических дуг — протяженных цепей вулканов, которые формируются там, где тектонические плиты сходятся и одна плита уходит под другую. Яркий пример — Японские острова и Анды.
Однако модель углеродного цикла древней Земли показала иную картину. Выяснилось, что доминирующую роль в выбросах углекислого газа вулканические дуги получили относительно недавно.
Международная группа геологов под руководством Бена Матера (Ben Mather) из Мельбурнского университета в Австралии смоделировала тектоническое движение плит и связанные с ним процессы за последние 500 миллионов лет, чтобы понять их роль в углеродном цикле. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications Earth and Environment, указали на ключевой переломный момент, который произошел почти 100 миллионов лет назад.
Моделирование показало, что на протяжении большей части истории Земли основной выход углекислого газа проходил не через вулканические дуги, а через рифты — крупные тектонические разломы в земной коре протяженностью от сотен до тысячи километров. Этот процесс происходил как на суше, так и в океане, например вдоль срединно-океанического хребта или в районе Восточно-Африканской рифтовой долины.
Матер объяснил, что тектонические плиты постоянно движутся. В некоторых местах они не сталкиваются, а расходятся в разные стороны. Когда это происходит, верхний твердый слой планеты трескается и истончается. Под ним лежит горячее расплавленное вещество, которое больше почти ничего не прикрывает.
В этот момент магма поднимается и застывает, образуя новую океаническую кору. Одновременно наружу выходит углерод (C), который раньше был заперт внутри Земли. Он попадает в океан и атмосферу.
Сколько именно углерода выходит при таком процессе, зависит от двух вещей. Первая — длина разлома: чем протяженнее, тем больше мест, откуда он может выходить. Вторая — скорость расхождения плит: чем быстрее они расходятся, тем активнее идет выброс.
При этом сам механизм почти не менялся на протяжении огромных отрезков времени. Рифты стабильно выпускали углекислый газ миллионы и сотни миллионов лет, без резких скачков, в отличие от вулканических дуг, роль которых как главного «отопителя» планеты сильно выросла гораздо позже. Ситуация начала меняться лишь 100 миллионов лет назад. Причина связана с жизнью в океане.
Ученый объяснил, что приблизительно 150 миллионов лет назад важным и распространенным компонентом океанских экосистем стал нанопланктон — организмы с пластинами из карбоната кальция (CaCO₃), в состав которого входит и углерод. После смерти эти микроскопические существа оседали на дно и со временем образовали там гигантские залежи карбоната кальция.
По мере движения тектонических плит океаническая кора погружалась в мантию Земли — этот процесс называется субдукцией. Вместе с тектонической плитой в недра планеты уходили и залежи карбоната кальция, оставленные нанопланктоном. Основная часть углерода в составе карбоната кальция смешивалась с расплавленным веществом мантии, однако заметная доля возвращалась на поверхность через извержения вулканических дуг.
Таким образом, вулканические дуги превратились в гигантские «трубы», перекачивающие древний морской углерод из зон субдукции обратно в океан и атмосферу. Модели показали, что этот механизм заработал на полную мощность лишь в последние 100 миллионов лет.
До распространения нанопланктона ситуация выглядела иначе. Вулканические дуги выбрасывали сравнительно мало углекислого газа, поскольку в океанической коре просто не существовало столь мощного углеродного резервуара. По оценкам исследователей, по сравнению с тем, что было 150 миллионов лет назад сегодня вулканические дуги выбрасывают на 2/3 больше углекислого газа.
Геолог Алан Коллинз (Alan Collins) из Аделаидского университета в Австралии отметил, что подобные модели критически важны для понимания эволюции климата. По его словам, состав океанических осадков менялся по мере появления новых форм жизни, использующих разные химические элементы. Особую роль сыграло постепенное доминирование зоопланктона с карбонатными оболочками, которое радикально перестроило углеродный цикл планеты.
Выводы исследования команды Матера показали, что климатическая роль вулканов непостоянна: она напрямую зависит от жизни в океане и движения тектонических плит. То, что сегодня кажется фундаментальным природным механизмом, на самом деле сформировалось сравнительно недавно.
Telegram 
Дзен 
VK Международная группа ученых впервые определила природу необычных космических вспышек, которые оставались загадкой для науки на протяжении нескольких лет.
Тысячу лет назад колоссальный степной пояс от Амура до Дуная назывался Великой степью. На Руси его знали как Дикую степь. В этом краю жили кочевники, и среди них — хищная птица сокол-балобан. Сейчас цельной трансконтинентальной популяции балобана больше нет. Небольшой европейский островок уцелел в Венгрии, Австрии и в Крыму. Есть популяция в Казахстане, Монголии и Китае. В России сокол-балобан, помимо Крыма, живет в горах Южной Сибири. И выживание этой популяции, как и всего вида, под угрозой. Как живет эта птица и как ей помогают в нашей стране? Зачем в Хакасии посреди «нигде» построили огромный облёточник? Буквально сегодня в него уже доставили первую партию птиц.
Брачная стратегия пернатых напрямую определяет их потребность в сексуальной разрядке. Британские биологи проанализировали поведение 120 видов птиц и выяснили, что животные без постоянного партнера прибегают к самоудовлетворению значительно чаще тех, кто образует крепкие пары. Исследование показало, что привычка тереться о ветки служит естественным эволюционным механизмом для сброса гормонального напряжения, а не патологическим следствием жизни в клетке: в дикой природе этот процесс происходит даже активнее, чем в зоопарках.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
На высоте более 90 километров над поверхностью нашей планеты — то есть почти в космосе — мимо нее проследовал метеороид размером всего несколько сантиметров. Сразу три инфразвуковых станции зафиксировали во время этого события шумовой удар, который потребовал объяснения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии