Жизнь на Земле зародилась по счастливой случайности

Жизнь на современной Земле существует благодаря счастливой случайности – серии сверхмощных извержений вулканов, растопившей примерно 570 миллионов лет назад гигантский ледовый щит, покрывавший всю планету, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

"Для того, чтобы воссоздать полную историю Земли в то время, нам пришлось проанализировать огромное число кристаллов цирконов, сформировавшихся в самые разные геологические эпохи. Благодаря этому нам удалось найти самый мощный выброс парниковых газов в истории Земли, который произошел непосредственно перед "кембрийским взрывом", самым важным событием в эволюции жизни на Земле", – заявил Чад Диринг из Технологического университета штата Мичиган в Хоутоне (США).

Атмосфера Земли до появления первых растений и микробов почти полностью состояла из азота, углекислого газа, метана и других парниковых газов. Кислород в ней начал появляться лишь примерно 2,2 миллиарда лет назад, после так называемой "великой кислородной катастрофы", когда первые фотосинтезирующие микробы начали поглощать атмосферный СО2 и насыщать ее кислородом.

В результате этого сила парникового эффекта ослабла, и, как сегодня считают ученые, примерно 850-600 миллионов лет назад Земля превратилась в своеобразный "снежок" – температура на планете снизилась так сильно, что ее океаны начали промерзать до экватора. Как именно Земля выбралась из этого оледенения, ученые спорят до сих пор.

Диринг и его коллеги выяснили, что Земля избавилась от этих ледяных оков по счастливой случайности, изучая образцы древнейших пород планеты, найденные на западном побережье Антарктиды в тех точках, где ледники уже не присутствуют на ее поверхности.

Внутри этих пород, как рассказывает Диринг, присутствуют так называемые цирконы – микроскопические кристаллы, возникающие внутри магматических горных пород при очень высоких температурах. Химический состав этих кристаллов не меняется после их формирования, что позволяет использовать их в качестве надежных индикаторов возраста пород и тех условий, в которых они появились.

Используя эти кристаллы, ученые пытались найти ответ на давно интересующий всех вопрос – менялась ли частота извержений вулканов и то, какие магмы и газы они выбрасывали в атмосферу при наступлении и при завершении эры "планеты-снежка".

Как объясняют ученые, количество парниковых газов, выбрасываемых вулканом в атмосферу, очень сильно зависит от того, где он находится и какую магму он извергает. К примеру, вулкан Этна в Италии и Эребус в Антарктике выбрасывают в десятки раз больше СО2, чем большинство других вулканов Земли, несмотря на свои скромные размеры и невысокую частоту извержений.

Их высокая "продуктивность", по словам геолога, связана с тем, что их магма сформировалась из щелочных горных пород, встречающихся в недрах Земли достаточно редко. Изучая цирконы, сформировавшиеся 700-500 миллионов лет назад, Диринг и его коллеги пытались понять, как часто встречались такие вулканы в докембрийскую эпоху.

Их состав указал на очень странное и интересное совпадение. Примерно 570-550 миллионов лет назад недра Земли начали вырабатывать большие количества "щелочной" магмы, попадание которых на поверхность планеты привело к выбросу гигантских количеств СО2, соединений серы и прочих парниковых газов в атмосферу. В пользу этого говорит то, что доли изотопов углерода в атмосфере в то время резко поменялись, сдвинувшись примерно на 20% за 5-10 миллионов лет.

В это же самое время, как сегодня считают ученые, начался так называемый "кембрийский взрыв" – особый период в истории эволюции жизни, когда в первичном океане Земли появились представители практически всех современных типов многоклеточных животных. Как предполагают ученые, вспышка вулканической активности, произошедшая 580 миллионов лет назад, была "спусковым крючком" этого взрыва и "творцом" всей современной жизни на Земле.