Aktuálne správy Späť na správy

Geológia: Superľadová éra otvorila cestu k explózii života

Princeton 3. mája (TASR) – Najrozsiahlejšie zaľadnenie Zeme, od doby pred 720 miliónmi rokov, radikálne zmenilo kolobeh uhlíka oceánmi, biosférou a atmosférou. Následne stúpol obsah kyslíka v oceánoch i v ovzduší, čo viedlo ku vzniku zložitejších foriem života.

V najnovšom čísle časopisu Science to oznámil doktorand Nicholas Swanson-Hysell z Princetonskej univerzity (štát New Jersey, USA) s piatimi kolegami.

Skúmali okolnosti stále záhadného najrozsiahlejšieho zaľadnenia v histórii našej planéty, ktoré siahalo – na súši i na moriach a oceánoch – prakticky až po rovník. Túto problematiku zhŕňa koncepcia „Zeme ako snehovej gule„ (snowball Earth). Stále je kontroverzná, no objavuje sa čoraz viac údajov, z ktorých vyplýva, že ju treba brať vážne.

„Neoproterozoikum bola éra histórie Zeme, keď množstvo kyslíka stúplo na hodnotu, ktorá dovoľovala evolúciu živočíchov, takže je dôležité pochopiť dobové zmeny kolobehu uhlíka a dynamiku na zemskom povrchu,„ povedal Nicholas Swanson-Hysell.

Neoproterozoikum preklenovalo doby pred 1000 a 542 miliónmi rokov. Delí sa na tri obdobia – tonium, kryogenium a ediakarium. V kryogeniu, ako naznačuje už samotné jeho meno, sa opakovane vyskytovali rozsiahle ľadové doby. Začalo sa to masívnym sturtiánskym zaľadnením, prvou ľadovou dobou na Zemi po asi 1,5 miliardách rokov. To bola nezvyčajná časová medzera. Odvtedy sa na Zemi vyskytujú fázy silného ochladenia každých 100 až 200 miliónov rokov.

V marci tohto roku významne podporila koncepciu „Zeme ako snehovej gule„ štúdia v Science, na ktorej sa podieľal aj jeden z členov terajšieho tímu, Adam Maloof, takisto z Princetonskej univerzity. Preukázala totiž, že pred 716,5 miliónmi rokov ľadovce siahali po rovník. To muselo výrazne narušiť priebeh kolobehu uhlíka. Nicholas Swanson-Hysell s kolegami odobrali na rôznych miestach strednej a južnej Austrálie vzorky vápenca, ktorý sa utvoril počas tonia a kryogenia. Analyzovali v nich zmeny pomerov jednotlivých uhlíkových izotopov, z ktorých možno odvodiť priebeh kolobehu uhlíka. Išlo o vápencové sedimenty z tropickej geologickej formácie Trezona, pochádzajúcej z konca kryogenia pred asi 650 miliónmi rokov, pričom predmetné sedimenty sa ukladali medzi jednotlivými zaľadneniami „Zeme ako snehovej gule„.

„Zistili sme narušenie neoproterozoického kolobehu uhlíka, ktoré mnohonásobne, o niekoľko rádov, prekonáva všetko, čo by sme s týmto cyklom mohli urobiť dnes, aj keby sme naraz spotrebovali všetky fosílne palivá planéty,„ povedal Adam Maloof.

Potvrdili tak podobné údaje z ediakaria, ktoré v roku 2003 priviedli Daniela Rothmana z Massachusettského technologického inštitútu v Cambridge (USA) k názoru, že príčinou mohlo byť obrovské hromadenie organického uhlíka v oceánoch.

Narušenie, ktoré skúmali, však bolo ešte o asi 25 percent výraznejšie a odohralo sa o 100 miliónov rokov skôr. Doložili tiež, že nič podobné sa neodohralo 800 miliónov rokov pred prvými zaľadneniami v neoproterozoiku.

Podľa Nicholasa Swansona-Hysella s kolegami boli v pozadí hromadenia organického uhlíka v oceánoch pohyby sturtiánskych ľadovcov na kontinentoch, ktoré odtiaľ odstránili zvetraný materiál a rôzne zvyšky nahromadené za 1,5 miliardy rokov od predchádzajúceho veľkého ochladenia. Po ústupe ľadovcov obnažené skalné podložie zvetrával oxid uhličitý, čím sa z hornín uvoľňovali živiny a postupne splavovali od oceánov.

Znamenalo to veľký prísun železa a to mohlo zmeniť „chute„ morských baktérií, ktoré predtým v toniu pohlcovali organický uhlík a premieňali ho na oxid uhličitý a ďalšie vo vode rozpustené anorganické zlúčeniny uhlíka. Výsledok: hromadenie organického uhlíka.

Obnažené skalné podložie okrem toho stiahlo z atmosféry časť oxidu uhličitého, čo planétu ďalej ochladilo a prispelo k opakovaniu zaľadnení v kryogeniu.

Tu vstupuje do hry hypotéza Daniela Rothmana, že takto zmenený kolobeh uhlíka musel po miliónoch rokov vyústiť do podstatne vyššieho obsahu kyslíka v oceánoch i v atmosfére. To napokon veľkú zásobu organického uhlíka zoxidovalo, odstránilo nadbytočný uhlík z oceánov a kolobeh uhlíka stabilizovalo zhruba do dnešnej podoby.

Podstatné však je, že viac kyslíka v atmosfére vytvorilo podmienky, ktoré boli nevyhnutné pre doslova explozívne rozrôznenie foriem živočíchov na konci neoproterozoika a osobitne v nasledujúcom kambriu, prvom období fanerozoika – éry, ktorá trvá dodnes. V kambriu sa objavili na evolučnej scéne v podstate všetky veľké skupiny (kmene) zložitého života, ktoré poznáme. Vrátane tých, od ktorých viedla línia cez cicavce a primáty až k nám.

Zdroje: Science z 30.4.2010; Komuniké Princeton University z 30.4.2010

(spolupracovník TASR Zdeněk Urban) juh

Späť na správy