Изменения климата в раннем палеозое совпали с колебаниями биоразнообразия

Работа опубликована в журнале PNAS. О климате кембрийского и ордовикского периодов (541-443 миллиона лет назад) известно немного из-за редкости карбонатных окаменелостей, которые обычно используют для реконструкции температурных изменений той эпохи. А ведь именно тогда нашу планету окончательно завоевали многоклеточные существа, в то время как до этого на ней доминировали лишь бактерии. Поэтому изучение климата раннего палеозоя особенно интересно.

Геологи из Массачусетского университета и Калифорнийского технологического института (США) реконструировали график колебаний температуры на Земле в ранний палеозойский период, между 510 и 440 миллионами лет назад, при помощи карбонатного ила — распространенного типа известняка, образующегося из богатых карбонатом отложений, скапливающихся на морском дне в течение сотен миллионов лет.

Таким образом, исследователи использовали в своей работе обычную грязь, а не раковины древних моллюсков. Чтобы проверить, могут ли такие вещества сохранять информацию об изменениях температуры в окружающей среде в прошлом, ученые применили метод изучения геохимии так называемых слипшихся изотопов. Он связан с анализом отложений на предмет слипания или образования пар двух тяжелых изотопов: кислорода-18 и углерода-13. Образование этих пар в карбонатных илах зависит от температуры, а не от химического состава морской воды, в которой они образуются. Метод показал свою эффективность.

В результате ученые использовали его для компиляции соотношений изотопов кислорода в породах из десяти различных отложений раннего палеозоя. Затем исследователи сравнили график получившихся температур с летописью окаменелостей этого периода. В итоге удалось выяснить, что температурные колебания совпадали с колебаниями биоразнообразия на планете.

Так, в конце кембрия и раннем ордовике, когда было теплее, ученые наблюдали пик численности микробов. А вот с момента охлаждения в середине и конце ордовикского периода картина окаменелостей показывает множество сложных многоклеточных животных. О подобных тенденциях было известно и раньше, но лишь в общих чертах: столь подробный анализ, по словам авторов, представлен впервые. Теперь они готовят к выпуску новую работу, посвященную исследованию ила, который образовался до появления большого разнообразия многоклеточных, то есть до периода 540 миллионов лет назад.