Ученые скорректировали историю эволюции биосферы Земли
Исследователи идентифицировали и изучили первый полный сигнал MDICE (Middle Darrivillian Isotopic Carbon Excursion, дословно «среднедарривильская изотопная экскурсия углерода») в той части геологической летописи, что описывает изотопы углерода из органических сред ордовикского периода.
Ордовикский период, или ордовик (ударение на вторую -о-), является важнейшей главой в геологической истории Земли. Он начался после кембрия 487 миллионов лет назад. После ордовика 441 миллион лет назад наступил силур. Именно в среднем ордовике стабильный изотоп 12C начал уступать место изотопу 13C. Углеродный сдвиг служит ключевым инструментом для стратиграфической корреляции и важным источником для изучения эволюции древнего климата и биосферы.
Однако на протяжении десятилетий исследования в основном были сосредоточены на данных об изотопах углерода в неорганических карбонатах (δ13Ccarb). Данные об изотопах углерода в органических субстратах (δ13Corg ) оставались практически неизученными в силу их гораздо меньшей количественной сохранности по сравнению с карбонатами.
Исследовательская группа под руководством профессора У Жунчана из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук (NIGPAS) в сотрудничестве с международными партнерами решила восполнить пробел в знаниях и представила комплексную последовательность δ13Corg , охватывающую период от конца нижнего (477 млн. лет назад) до начала верхнего (458 млн. лет назад) ордовика. В этот промежуток входит дарривилский период, с которым, собственно, терминологически связывается событие MDICE. Очевидно что углеродный сдвиг не произошел одномоментно в относительно коротком дарривилском веке, а длился миллионы лет, но в данном случае срабатывает определенная инерция мышления.
Исследование, проведенное на основе данных из скважины Хулэ-1 в районе Цзяннань в Южном Китае, заполняет важный пробел в представлении о процессах, происходящих в биосфере древней Земли. Работа опубликована в журнале Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Она проливает новый свет на сигналы MDICE в донных осадочных породах и глобальные колебания углеродного цикла. Оно также позволяет по-новому взглянуть на экологическую и биологическую коэволюцию, которая происходила в среднем ордовике.
MDICE — это знаковое событие, связанное с постепенным уменьшением содержания в окружающей среде изотопа 12C в пользу более тяжелого 13C. Исторически оно было зафиксировано в основном в данных δ13Ccarb, а в органическом веществе — лишь в разрозненных и неполных записях. В новом исследовании впервые был четко выявлен полностью сохранившийся сигнал MDICE с амплитудой примерно 1,1‰ в записях δ13Corg.
Сигнал, полученный из мелкозернистых кремнисто-обломочных отложений керна Hule-1, подтверждается биостратиграфией граптолитов (кораллоподобных вымерших организмов из семейства перистожаберных). Сигнал включает три отдельные фазы: восходящую, пиковую и нисходящую, охватывающие среднюю и позднюю части дарривилской эпохи.
Примечательно, что это открытие опровергает традиционное представление о том, что в Южном Китае сохранился только восходящий слой MDICE из-за предполагаемых перерывов в осадконакоплении. Исследование доказывает, что событие также хорошо зафиксировано районах, где во времена ордовика были глубоководные участки океана.
Благодаря межконтинентальной корреляции наборов данных δ13Ccarb и δ13Corg исследования китайских ученых подтверждают глобальную синхронность MDICE. Событие, скорее всего, было тесно связано с климатическим похолоданием, насыщением океана кислородом и воздействием солнечной и земной радиации на живые организмы.
О возможной роли тающих ледников, сбросивших в море огромные массы урановой и других радиоактивных руд, в развитии многоклеточной жизни на Земле читайте в материале «Бульдозеры эволюции» на Hi-Tech Mail.
