Reklama na portáli

Pôda. Zem - Sluschny Snowball. Prežitie života počas ľadovských období

Začiatok "Snowball Earth"

CASIO 3 + CO 2 + H20 → CA 2+ + SiO 2 + HCO 3 -

Keď je Zem ochladzovaná (v dôsledku prírodných klimatických výkyvov a zmien v slnečnom žiarení), rýchlosť chemických reakcií spadá, a tento typ zvetrávania spomaľuje. V dôsledku toho sa z atmosféry extrahuje menej oxidu uhličitého. Zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého, ktorý je skleníkový plyn, vedie k opačnému účinku - Zem sa zahrieva. Táto negatívna spätná väzba obmedzuje výkon chladenia. Počas cryogencov boli všetky kontinenty v trópoch v blízkosti rovníka, ktoré urobili tento odstrašujúci proces menej efektívny, pretože vysoká rýchlosť zvetrávania zostala na zemi aj počas chladenia Zeme. To umožnilo ľadovce, aby pokročili ďaleko z polárnych oblastí. Keď sa ľadovec dostatočne pokrčil na rovník, pozitívna spätná väzba prostredníctvom zvýšenia reflexnosti (Albedo) viedla k ďalšiemu chladenie, až kým sa Zem úplne zastrašovala.

Počas doby ľadovej

Globálna teplota klesla tak nízka, že rovník bol tak chladný ako v modernej Antarktíde. Táto nízka teplota bola podopretá ľadom, ktorej vysoké Albedo viedlo k tomu, že väčšina prichádzajúceho slnečného žiarenia sa odrazila späť do vesmíru. Tento efekt posilnil malý počet oblakov spôsobených skutočnosťou, že vodná para sa zmrazila.

Koniec ľadového obdobia

Úroveň oxidu uhličitého potrebná na rozmrazovanie Zeme sa odhaduje ako 350-krát vyššie ako moderné, približne 13% atmosféry. Vzhľadom k tomu, že Zem bola takmer úplne pokrytá ľadom, oxid uhličitý nemohol byť odstránený z atmosféry tým, že zvetrávacie silikátové skaly. Pre milióny rokov sa množstvo CO 2 a metánu nahromadilo, najmä preplnené sopky, dostatočné pre skleníkový účinok, ktorý roztavil povrchový ľad v trópoch pred tvorbou pásu bez ľadovej vody a sushi; Tento pás bude tmavší ako ľad, a preto absorbuje viac slnečnej energie, spustenej "pozitívnej spätnej väzbe".

Na kontinentoch odhalí tavenie ľadovcov veľký počet ľadovcových sedimentov, ktoré začne erod a dispergovať.

V dôsledku toho v oceáne, zrážky bohaté na takéto biogenovanie, ako fosfor, spojené s množstvom CO 2, spôsobí výbušný rast populácií kyanobaktérií. To povedie k relatívne rýchlemu reoxygenácii atmosféry, ktorá môže byť spojená s vznikom Edikar Biote a následným "Cambrian Explosion" - veľká koncentrácia kyslíka umožnila vyvinúť multikulové formy. Táto slučka pozitívnej spätnej väzby vylisovala ľadu v geologicky krátkom čase, možno menej ako 1000 rokov; Akumulácia v atmosfére kyslíka a pokles v obsahu CO 2 pokračovala niekoľko ďalších tisícročí.

Voda rozpustila zvyšky CO 2 z atmosféry, tvoria kyselinu sakoalu, klesla vo forme kyslých dažďov. To zintenzívnilo zvetrané zhoradených silikátov a uhličitanov (vrátane ľahko zvetraných ľadovcových aplikácií), ktoré sú oslobodené veľké množstvo vápnika, ktoré sa umyjú do oceánu, vytvorili čisté textúrované uhličitanové zrážky. Podobné abiotické "korunové uhličitany" (ENG. "Uzávery uhličitany"), Ktorý sa nachádza na vrchole ľadovej dlaždice, najprv predpokladal myšlienku snehu-snehu.

Snáď úroveň oxidu uhličitého klesla tak, že Zem opäť matilo; Tento cyklus sa mohol opakovať, kým sa nepretržitý drift viedol k ich hnutiu do polárnejších zemepisných šíriek.

Argumenty Hypotézy

Ľadové vklady v nízkych zemepisných šírkach

Sedimentárne skaly plynúce ľadovec špecifické znakyvám umožní identifikovať ich. Dlho pred vzhľadom hypotézy Snowball Earth. Mnohé z vkladov neoprotenerzos boli identifikované ako ľadovec. Mnohé zrážkové prvky, zvyčajne spojené s ľadovcou, môžu mať iný pôvod. Certifikáty zahŕňajú:

  • balouls (kamene, ktoré sa dostali do morských zrážok), ktoré môžu byť spôsobené ľadovcami alebo inými dôvodmi;
  • laminácia (ročné zrážacie sedimenty v redžiarskych jazerách);
  • glacical je pridelený (je vytvorený, keď fragmenty skál chválil ľadovcovým poškriabaním podkladovej skaly): takáto pridelená je niekedy spôsobená dedinami.

Paleomagnetizmus

Pri vytváraní hornín, magnetické domény v feromagnetických minerálnych mineráloch, ktoré sú zoradené v plemene v súlade s elektrickými vedeniami magnetického poľa Zeme. Presné meranie tohto smeru vám umožní odhadnúť šírku (ale nie je dĺžky), kde bolo vytvorené plemeno. Paleomagnetické dôkazy naznačujú, že mnohé statesové sedimenty ľadového pôvodu boli vytvorené v priebehu 10 stupňov z rovníka. Paleomagnetické údaje spolu so svedectvami odvodenými z zrážok (ako napríklad erstické balvany) naznačujú, že ľadovce dosiahli hladinu mora v tropických zemepisných šírkach. Nie je jasné, či ide o globálne zaľadnenie alebo existenciu miestnej, prípadne obmedzenej pôdy, ľadovcov.

Pomer uhlíka izotopov: žiadna fotosyntéza

V morskej vode existujú dva stabilné uhlíkové izotop: uhlík-12 (C-12) a vzácny uhlík-13 (C-13), ktorý je približne 1,109% všetkých atómov uhlíka. V biochemických procesoch (napríklad v fotosyntéze) je prevažne ľahký C-12. Tak, oceánska fotosyntéza, protistické a riasy, sú trochu vyčerpané s C-13 v porovnaní s primárnymi sopečnými zdrojmi uhlíka Zeme. Preto oceán s fotosyntetickým životom, pomer C-12 / C-13 bude vyšší v organických zvyškoch a nižší v okolitej vode. Organická zložka lithifikovaných zrážok zostáva trochu navždy, ale je merateľný uhlík-13 vyčerpaný. Počas údajnej globálnej chladniach boli variácie koncentrácie C-13 rýchle a extrémne vzhľadom na pozorované normálne variácie. To je v súlade s významným chladením, ktoré zabilo väčšinu alebo takmer všetky fotosyntes v oceáne. Hlavnou otázkou spojenou s touto myšlienkou je určiť súčasnosť variácií v pomere uhlíkových izotopov, ktorého geochronologické potvrdenie chýba.

Iron-kremíkové útvary

Kameň s tvorbou železa-kremík 2,1 miliardy rokov

Irónia-kremíkové útvary sú sedimentárne plemeno, pozostávajúce z vrstiev oxidu železitého a zlého železa. V prítomnosti kyslíka, železnej hrdze a stane sa nerozpustným vo vode. Irónia-kremíkové útvary sú zvyčajne veľmi staré a ich depozícia je často spojená s oxidáciou zemskej atmosféry počas paleoprotenerzoa, keď sa rozpustené železo v oceáne v kontakte s vybraným fotootenickým kyslíkom a ukladá sa vo forme oxidu. Vrstvy boli vytvorené na hranici medzi atmosférou obsahujúcou kyslík a kyslík. Vzhľadom k tomu, moderná atmosféra je bohatá na kyslík (približne 21% v objeme), nie je možné akumulovať dostatok oxidu železitého na vyučovanie tvorby železa-kremík. Jediné formy silikónov odložené po paleoprotenerzoa sú spojené s kryogénnymi ľadovými ložiskami. Aby sa vytvoril ako skalné skaly, je potrebný oxidový oceán, kde veľké množstvo rozpusteného železa (vo forme oxidu železa (II)) sa môže akumulovať pred oxidačným obývaním vo forme oxidu železitého (III) ). Aby sa oceán stal bezfúznym, je potrebný limit výmeny plynu s kyslíkovou atmosférou. Podporovatelia hypotézy sa domnievajú, že opätovné vzhľad tvorby kremíka je výsledkom obmedzenej úrovne kyslíka v oceáne, zbabelec ľadu.

"Svadobné uhličitany"

Z vyššie uvedených, neoprotoreozoické ľadové sedimenty zvyčajne chodia do chemicky vyzrážaných vápencových a dolomitov hrúbky z metrov na desiatky metrov. Tieto "korunové uhličitany" sú niekedy v sekvencii zrážok, ktoré nemajú žiadne iné uhličitany, ktoré naznačujú, že ich formácia je výsledkom hlbokej zmeny v chémii oceánu.

Tieto "sekacie uhličitany" majú nezvyčajné chemické zloženie a podivnú sedimentovú štruktúru, často interpretované ako veľké nanos. Tvorba takýchto sedimentárnych skál sa mohla stať s veľkým nárastom alkality v dôsledku vysokej miery poveternostiach počas extrémneho skleníkového efektu, následne pre globálne zaľadnenie.

Prežitie života počas ľadovských období

Veľké zaľadnenie by malo potlačiť jej rastlinný život na Zemi, a preto viesť k významnému zníženiu koncentrácie alebo dokonca úplného zmiznutia kyslíka, čo umožnilo vytvoriť neoxidované bohaté železo. Skeptici tvrdia, že takáto anolénia by mala viesť k úplnému zmiznutiu života, ktoré sa nestalo. Podporovatelia hypotézy sa s nimi stretávajú, že život by mohol prežiť nasledujúce cesty.

  • Oáza anaeróbneho a anoxifylového života, poháňaná energiou hlbokomorkových vodohospodárskych hydrotetrov, prežila v hĺbkach oceánov a kôry - ale fotosyntéza tam bola nemožná.
  • V otvorenom oceáne, vo vzdialenosti od supercontinent z rodiska alebo jeho fragmentov po jeho rozpade, by mohli byť malé priestory otvorenej vody, ktoré zachovalo život s prístupom svetla a oxidu uhličitého pre fotosyntesics, ktoré poskytli malé množstvo kyslíka dostatočné Udržať niektoré oxiffelové organizmy. Táto možnosť je možná v prípade, že oceán je úplne zmrazený, ale malé plochy ľadu boli dosť tenké na preskočenie svetla.
  • Na tagoch \u200b\u200bv trópoch, kde počas dňa sa tropické slnko alebo sopečné teplo vyhrievalo skaly chránené pred studeným vetrom a vytvorili dočasné melóny zmrazené po západe slnka.
  • Vajcia, spory a spočívajúce stupne, zmrazené v ľade, mohli prežiť najzákladnejšie fázy zaľadnenia.
  • Pod vrstvou ľadu, v chemitotrofických ekosystémoch, teoreticky sa očakávalo v obkladoch moderných ľadovcov, alpských a arktických permafrostu. Je to najmä v zónach vulkanizmu alebo geotermálnej činnosti.
  • V povodiach tekutej vody vo vnútri a pod vrstvou ľadu, ako je východ v Antarktíde. Podľa teórie sú tieto ekosystémy podobné mikrobiálnym spoločenstvám žijúcim v neustále mrazených jazier antárctiových suchých dolín.

Ruský paleontológ Michail Fedonkin, však, že naznačuje, že moderné údaje (paleontologické a molekulárne biodiverzita) naznačujú, že väčšina skupín eukaryotických organizmov sa objavila pred neoprotenerzoickým zaľadňujúcou, považuje to svedectvo proti "extrémnym paleoklimatickým modelom vo forme hypotézy snehovej gule, neodopiera Úloha chladenia v eukaryotizácii biosféry.

Evolúcia života

Kritická hypotéza

Výsledky modelovania

Na základe výsledkov klimatických modelovanie, Dick Peltier (Dick Peltier) z University of Toronto dospel k záveru, že veľké oceánske vody museli zostať bez ľadu, tvrdiac, že \u200b\u200b"silná" verzia hypotézy je nepravdepodobná pre úvahy o energetickej bilancii a globálne modely cirkulácie.

Pôvod diagranti

Sedimentárne plemeno je diagonctitída, zvyčajne interpretovaná ako usadeniny ľadu, sa tiež interpretovalo ako chili zrážky (Eyles a Januszczak, 2004).

Hypotéza s vysokým sklonom

Jedna z konkurenčných hypotéz vysvetľujúcich prítomnosť ľadu na rovníkových kontinentoch je vysoký sklon osi Zeme, asi 60 °, ktorý namontoval pozemnú pôdu vo vysokej "zemepisnej šírke". Slabšia verzia hypotézy naznačuje len migráciu magnetického poľa Zeme na tento sklon, pretože čítanie paleomagnetických dát strávených na low-tech glaciations je založený na blízkosti magnetických a geografických pólov (existujú niektoré údaje, ktoré vám umožnia myslieť si to spôsobom). V ktorejkoľvek z týchto dvoch situácií bude zaľadnenie obmedzené na relatívne malé územie, ako teraz, a radikálne zmeny v klíme Zeme nebudú potrebné.

Inerciálne pravé pohybujúce sa póly

Ďalším alternatívnym vysvetlením získaných údajov je koncepcia inerciálneho skutočného pohybu pólov. V roku 1997, ktorý navrhol Kirskyvinka a iní, tento koncept predpokladá, že kontinentálne polia by sa mohli pohybovať oveľa rýchlejšie, ako sa predtým predpokladalo pod vplyvom fyzických zákonov, ktoré určujú hmotnostnú distribúciu na planéte ako celku. Ak kontinenty išli príliš ďaleko od rovníka, celá litosféra sa môže pohybovať, aby ich priviedli späť s rýchlosťami, stovky krát väčších ako bežné tektonické pohyby. Mal by vyzerať ako magnetický pól sa pohyboval, zatiaľ čo v skutočnosti boli kontinenty prestavané v porovnaní s ním. Táto myšlienka bola spochybnená Torsvikom (1998), Merch (Meert, 1999) a Torsvik a Reststorm (Torsvik, Rehnstorm, 2001), ktorý bol preukázaný, že Kirshvink, 1997, ktorý navrhol Kirshvink, 1997, nepostačuje na podporu hypotéza. Aj keď geofyzikálny mechanizmus skutočného pohybu pólov si zaslúži dôveru, toto sa nedá povedať o myšlienke, že takáto udalosť sa stala v Cambrian.

Ak došlo k takémuto rýchlemu pohybu, malo by byť zodpovedné za existenciu takýchto vlastností zaľadnenia na časových segmentoch v blízkosti približne aprvátového umiestnenia kontinentov. Inerciálny skutočný pohyb pólov bol tiež spojený s kambrijským výbuchom, pretože zvieratá sa museli prispôsobiť rýchlo sa meniacim prostredie. Najnovšie údaje však už nepodporujú existenciu takéhoto rýchleho pohybu v čase Cambrian.

Príčiny globálneho zaľadnenia

Je neuveriteľné, že len jeden faktor dal začiatok globálneho zaľadnenia. Naopak, niektoré faktory by sa malo zhodovať.

Zloženie atmosféry

Na spustenie globálneho zaľadnenia je potrebná nízka úroveň skleníkových plynov: oxid uhličitý, metán a vodná para.

Distribúcia kontinentov

Koncentrácia kontinentov v trópoch je potrebná na začatie globálneho zaľadnenia. Veľká kvantita Zrážky v trópoch vedie k posilneniu prietoku rieky, ktorý zafarbí viac uhličitanov, odstránenie oxidu uhličitého z atmosféry. Polárne kontinenty v dôsledku nízkeho odparovania sú príliš suché pre takéto veľké ukladanie uhlíka. Postupné zvýšenie podielu izotopov uhlík-13 v porovnaní s uhlíkom-12 vo zrážok, ktoré predchádzal vagian ľadom, znamená, že je to pomalý postupný proces.

História teórie

1952: Austrália

1998: Namíbia.

Záujem o hypotézu "Snowball Earth" výrazne zvýšil po Paul F. Hoffman), profesor Geology, Harvard University, s spoluautormi zverejnil článok v "vede", ktorý uplatňuje myšlienky Kirsvinka na sekvenciu non-statorozoických sedimentov v Namíbii .

2007: Omán: ľad a vnútorný cyklický

Skupina autorov založených na chémii sedimentárnych skál v Ománe, opísal aktívne hydrologické cykly a zmeny v podnebí, ktorá dal Zem z úplne zaľadneného stavu. Pomocou pomeru mobilných katiónov na zostávajúce v pôde počas chemického zvetraného (chemického zmenu indexu) dospeli k záveru, že intenzita chemickej tienise bola cyklicky zmenená, zvýšila sa počas interglácie a zníženie počas studeného a suchého kĺzania.

Moderný stav (apríl 2007)

V súčasnej dobe, rozprava okolo hypotézy pokračuje pod záštitou programu "Medzinárodný program GEOSSIVECIVE" - Projekt 512 "Neraverterozoic Ice Age".

Ostatné údajné globálne zaľadnenie

Paleoprotenerzoické zaľadnenie

Hypotéza Zeme snehová guľa bola vysvetlená na vysvetlenie ľadovcových sedimentov v Huronian supergroup v Kanade, hoci paleomagnetický dôkaz nízkosýchlých ľadovcov sú kontroverzné. Oznámenie ľadu z Juhoafrickej tvorby McGAIEN sú trochu mladšie ako huronian ľadové vklady (asi 2,25 miliardy rokov) a vytvorené v tropických zemepisných šírkach. Predpokladalo sa, že zvýšenie koncentrácie voľného kyslíka počas tejto časti paleoprotenerzoa odstránila metán z atmosféry, oxiduje ho. Keďže slnko bolo v tom čase výrazne slabšie ako teraz, to bol metán ako silný skleníkový plyn mohol držať povrch zeme z mrazenia. V neprítomnosti metánového skleníkového efektu sa teplota klesla a mohlo sa vyskytnúť globálne zaľadnenie.

Tryskanie uhlia (skoré predpoklady)

Poznámky

  1. Stručný zjednodušený popis - pozrite si knihu TjeRed Van Andel Nové pohľady na starú planétu: História globálnej zmeny Cambridge University Press (1985, druhá edícia 1994).
  2. HYDE, W.T.; Crowley, T.J., Baum, S.K., Peltier, W.R. (2000). "Neoprotrozoická" Snowball Earth "simuluje s viazaným klimatickým / ľadovým modelom" (PDF). Príroda. 405 (6785): 425-9. DOI: 10.1038 / 35013005. PMID 10839531. Kontrolované 2007-05-05.
  3. Hoffman, P.F. (1999). "Rozpad Rodinia, narodenia Gondwany, True Polar Butter a Snowball Earth." Journal of African Earth Sciences 28 (1): 17-33. Kontrolované 2007-04-29.
  4. OCKO. Evans (2000). "Stratigraffické, geochronologické a pamagnetické obmedzenia na neoprotenerzoic Climatic Paradox". American Journal of Science 300 (5): 347 – 433.
  5. Mladý, g.m. (1995-02-01). "Sú neoprotenerzoické ľadovené vklady uchovávajú na fragmentáciu dvoch supercontinentov? " Geológie. 23 (2): 153-156. Kontrolované 2007-04-27.
  6. D.h. Rothman; J.M. Hayes; R.e. Predvolanie (2003). "Dynamika neoprotenerzoického uhlíkového cyklu". PNAS. 100 (14): 124 – 129.
  7. Kirschvink Joseph. Neskoré proderozoické nízkoeniteľové globálne zaľadnenie: snehová guľa Zem // prodozotná biosféra: multidisciplinárna štúdia / J. W. Schopf; C. Klein. - Cambridge University Press, 1992.
  8. M.J. Kennedy (1996). Stratigrafia, sedimentológia a izotopová geochémia austrálskeho neoprotenerzoického postglácieho tábora dolostónu: degkcia, D13c exkurzie a uhličitanové zrážky ». Journal of sedimentárneho výskumu 66 (6): 1050 – 1064.
  9. Spencer, A.M. (1971). "Neskoré pre-cambrian glociation v Škótsku". MEM. Geol. Soc. Lond. 6 .
  10. P. F. HOFFMAN; D. P. SCHRAG (2002). "Hypotéza Snowball Earth: testovanie limitov globálnej zmeny." TERRA NOVA. 14 : 129 – 155.
  11. Fedonkin, RA (2006). "Dve kronika života: skúsenosti z porovnania (paleobiológia a genomika na skorých štádiách vývoja biosféry)." sedel Umenie., Hĺbka 70. výročie akademika N.P. Juhhkin: "Problémy geológie a mineralógie": 331-350.
  12. Fedonkin, M.A. (2003). "Pôvod metazoa vo svetle prodezoického fosílneho záznamu." Paletologický výskum. 7 (1).
  13. Peltier W.R. Klimatická dynamika v hlbokom čase: Modelovanie "Bezohľadne" Snowball "a posudzovanie hodnovernosti jeho výskytu // Extrémna proderozoic: geológia, geochémia a klímy / Jenkins, GS, McMenamin, MAS, MCKEY, CP, & SOHL, L. , - Americká geofyzikálna únia, 2004. - P. 107-124.
  14. Schrag, d.p; Berner, R.A., Hoffman, P.F., Halverson, G.P. (2002). "Na začatie snehovej gule Zem". Geochem. Geophys. Geosyst. 3 (10.1029). Kontrolované 2007-02-28.
  15. A. R. Alderman; C. E. TILLEY (1960). "Douglas MAWSON, 1882-1958". Životopisné memoáry kolegov kráľovskej spoločnosti 5 : 119 – 127.
  16. W. B. Harland (1964). Kritické dôkazy pre veľký infra-cambrianklacia. International Journal of Earth Sciences 54 (1): 45 – 61.
  17. M.I. BDYKO (1969). "Vplyv variácie slnečného žiarenia na podnebí zeme". Povedz nám. 21 (5): 611 – 1969.
  18. P. F. Hoffman, A. J. Kaufman; G. P. HALVERSON; D. P. SCHRAG (1998). "Neoprotenerzoic Snowball Earth." Veda. 281 : 1342 – 1346.
  19. R. RIEU; P.a. Allen; M. Plotze; T. PETTKE (2007). "Klimatické cykly počas neoprotenerzoickej" snehovej gule "ľadová epocha". Geológie. 35 (5): 299–302.
  20. http://www.igcp512.com/
  21. Williams g.e.; SCHMIDT P.W. (1997). "Paleomagnetizmus baleoprotrozoic gowgandy a inžinierskych útvarov, Ontario: Low Paleolatude pre Huronian Graciation." EPSL. 153 (3): 157-169.
  22. Robert E. Kopp, Joseph L. Kirschvink, Isaac A. HILBURN, A CODY Z. Nash (2005). "Paleprotrozoická snehová guľa Zem: Klimatická katastrofa vyvolaná vývojom". PNAS. 102 (32): 11131-11136.
  23. Evans, D. A., Beukes, N. J. & KirschVink, J. L. (1997) Nature 386, 262-266.

Literatúra

  • Arnaud, E. a Eyles, C.H. 2002. Katastrofické hromadné zlyhanie neoprotenerzoické ľadovo ovplyvnené kontinentálne rozpätie, Veľká BREKCIA, PORT ACHAIG FORMION, Škótsko. Sedimentárna geológia 151: 313-333.
  • Arnaud, E. a Eyles, C. H. 2002. ľadový vplyv na neoprotenerzoické sedimentácie: Smalfjord formovanie, severné Nórsko, sedimentológia, 49: 765-788.
  • Eyles, N. a Januszczak, N. (2004). "Zift-Rift": tektonický model pre neoprotenerzoické kĺzanie počas rozpadu Rodinia po 750 mA. Recenzie 65, 1-73.
  • Fedonkin, M.A. 2003. Pôvod metazoa vo svetle prodomického fosílneho záznamu. Paletologický výskum, 7: 9-41
  • Gabrielle Walker, 2003, Snowball Earth., Bloomsbury Publishing, ISBN 0-7475-6433-7
  • Jenkins, Gregory a kol., 2004, Extrémne Protenerzoic: geológia, geochémia a klíma AGU Geofysical Monograph Series Objem 146, ISBN 0-87590-411-4
  • Kaufman, A.J.; Knoll, A.h., Narbonne, G.M. (1997). Izotopy, Ice Ages a terminál Protenerzoic Earth História "(Národné Acad Sciences).. Zahŕňa údaje o účinku globálneho zaľadnenia pre život.
  • KirtchVink, Joseph L., Robert L. Ripperdan a David A. Evans, "Dôkazy pre rozsiahlu reorganizáciu skorých Cambrijských kontinentálnych masív z inercionálnej výmeny pravdivé polárne putujúce". Veda. 25 Júl 1997: 541 - 545.
  • Roberts, J.D., 1971.Late Precascrabrian Glass: Anti-skleníkový efekt? Príroda, 234, 216-217.
  • Roberts, J.D., 1976. Neskoré prefabriánske Dolomity, Vendské zaľadnenie a Synchronenesity Vendského zaľadnenia, J. Geológia, 84, 47-63.
  • Meert, J.G. A torsvik, t.h. (2004) paleomagnetické obmedzenia na neoprotenerzoic "Snowball Earth 'Continntálna rekonštrukcia, AGU Monograph Extreme Climtes.
  • Meert, J.G., 1999. Pamagnetická analýza Cambrian True Polar Butter, Zemná planéta. Sci. LETT., 168, 131-144.
  • Sankaran, A.V., 2003. Neoprotenerzoic "Snowball Earth 'a' Cap 'uhličitan Contrawersy. Súčasná veda, Zv. 84, č. 7. (Zahŕňa viaceré odkazy v rámci, online na adrese

V polovici 20. storočia začali geológovia nájsť certifikáty poukazujúce na skutočnosť, že v minulosti naša planéta mohla prežiť celosvetové zaľadnenie. V priebehu rokov sa táto teória našla čoraz viac potvrdení a je v súčasnosti známa ako "zemská guľa". Podľa svojich základných ustanovení v intervale medzi 630 a 850 miliónmi rokmi bola pôda na nejakú dobu takmer úplne pokrytá ľadom, ktorý v tom čase dosiahol aj do rovníka - to dokazujú sedimentárne vklady a paleomagnetické údaje. Celkovo geológovia majú dve vrcholy zaľadnenia, ku ktorému došlo 710 a 640 miliónov a každá z nich trvala 10 miliónov rokov.

Spúšť olelionu bolo odstránenie CO2 z atmosféry, ktorá viedla k chladu a začiatku doby ľadovej. Keď sa ľadu prišlo k trópikám, spustil sa mechanizmus spätnej väzby: ako je známe, sneh a ľad odrážajú od 55% do 80% slnečného svetla, ktoré na ňu padajú, zatiaľ čo pre oceány tento obrázok je 12%, a pre sushi z 10% na 40%. Väčšia časť povrchu Zeme bola pokrytá ľadom, tým väčšia sa svetlo odrazilo vo vesmíre, ktorý korešponduje s rýchlosťou zaľadnenia.

Rovnako ako mnoho ďalších rozsiahlych konceptov podobného plánu, zemská guľa má svoje kritici. Okrem toho samotná teória existuje v dvoch verziách: silná a slabá. Silné predpokladá, že ľad úplne zakryl celú zem, vrátane povrchu oceánov, ktoré tvoria vrstvu hrúbky takmer do kilometra. Slabá možnosť prebieha zo skutočnosti, že aspoň oblasť vody by mala zostať v oblasti rovníkov - inak, ako sa život na našej planéte podarilo prežiť túto udalosť? Najmä so skutočnosťou, že neexistujú údaje, ktoré svedčia o tom, že počas tohto obdobia sa ukázalo, že určitý hromadný zánik druhov. Okrem toho vzniká otázka, ako sa potom Zem podarilo dostať sa z takéhoto extrémneho ľadového obdobia s globálnym zmrazovaním. Ako možnosť, postupná akumulácia bola povolaná v atmosfére skleníkových plynov v dôsledku sopečnej činnosti. Keď množstvo CO2 v atmosfére dosiahlo 13%, to viedlo k ukončeniu zaľadnenia. Geologické kroniky však neobsahujú dôkaz, že v atmosfére Zeme v tom čase bolo toľko CO2.

A tak skupina vedcov z Columbia University of Climate Epoch "Zeme - Snowball". Bola prijatá základom moderných klimatických modelov, ktoré boli potom prispôsobené realitem obdobia, vrátane skutočnosti, že slnko potom svietilo o 6% slabšie ako teraz, a všetka pôda v čase začatia chladenia bola súčasťou supercontinentu rodiska. Podľa výsledkov modelovania, aj keď priemerná teplota Zeme bola 12 stupňov pod nulou, približne polovica povrchu vody by zostala bez ľadu - tok golfstra by nemal byť povolený úplne zmraziť oceány. Takže, ak je tento model správny, namiesto "Land - Snow" sme mali "Zem - Sluschny Snowball".

V súčasnosti skupina naďalej vylepšuje svoj model, ktorý sa snaží odhadnúť možný vplyv na klímu Zeme - snehovú guľu iných faktorov - napríklad, že v tom čase trvala dňom 21,9 hodín. Ak sú zistenia správne, môžu byť užitočné nielen geológov, ale aj astúvistom, pretože je schopný zvýšiť hranice nepriechodnej zóny. Bytová zóna sa nazýva oblasť priestoru okolo hviezdy, kde na povrchu planét môže existovať voda v kvapalnej forme. Zvyčajne sa vypočíta len na základe vzdialenosti planéty na hviezdy. Ako však model "Zem - Slychny Snow" ukazuje, proces zmrazenia planéty je veľmi zložitý a závisí od mnohých faktorov. Aj keď je priemerná teplota na planéte oveľa nižšia ako nula, môže ešte existovať otvorené zásobníky - aspoň teoreticky.

Biologické vlastnosti molekulárneho kyslíka (O2) aspoň farbené. Kyslík - silné oxidačné činidlo, s ktorým môžete získať veľa užitočnej energie, a zároveň silným jedom voľne prechádzal bunkové membrány A deštruktívne bunky, ak je nepresné, aby ho kontaktovali. Niekedy hovoria, že kyslík je dvojzmyselný meč ( Súčasná biológia., 2009, 19, 14, R567-R574). Všetky organizmy zaoberajúce sa kyslíkom, nevyhnutne existujú špeciálne enzýmové systémy, ktoré uhasia chemický vplyv. Tí, ktorí nemajú takéto enzýmové systémy, sú odsúdené na prísne anaeróby, ktoré prežijú len v médiu bez kyslíka. Na modernej pôde sú to niektoré baktérie a archeus.

Takmer všetok kyslík na Zemi má biogénny pôvod, to znamená, že je pridelené živými bytosťami (samozrejme, teraz hovoríme o voľnom kyslíku, a nie o atómoch kyslíka, ktoré sú súčasťou iných molekúl). Hlavným zdrojom O2 je kyslík fotosyntéza; Ďalšie známe reakcie, ktoré ho môžu poskytnúť v porovnateľných množstvách, jednoducho nie. Zo školského priebehu biológie vieme, že fotosyntéza sa nazýva syntéza glukózy C6H12O6 z CO2 oxidu uhličitého uhlíka a vody H20, ktorá sa vyskytuje svetlovou energiou. Hlavná "herecčná osoba" tu slúži oxid uhličitý, ktorý je obnovený vodou; Kyslík v tejto reakcii nie je nič viac ako vedľajší produkt, odpad. Je menej dobre známe, že fotosyntéza nemusí viesť k uvoľneniu kyslíka, ak namiesto vody v nej sa používa ako redukčné činidlo akúkoľvek inú látku - napríklad sulfid vodíka H2S, voľný vodík H2 alebo niektoré železné zlúčeniny; Takáto fotosyntéza sa nazýva omysle, existuje niekoľko rôznych možností.

Prakticky pravdepodobne sa objavila fotosyntéza bez kyslíka oveľa skôr ako kyslík. Preto v prvých miliardach rokov života (a s najväčšou pravdepodobnosťou, viac ako dlhšou) fotosyntézou, aj keď to bolo, ale žiadna saturácia atmosféry Zeme nespôsobila kyslík. Obsah kyslíka v atmosfére v tých časoch nebolo viac ako 0,001% moderného - jednoducho povedané, to znamená, že to nebolo naozaj tam.

Všetko sa zmenilo, keď kino riasy alebo kyanobaktérie prišli na scénu. Následne sa tieto tvory stali predkami z plastov, fotosyntetických organelových buniek eukaryotes (pripomíname, že eukaryotes sa nazývajú organizmy s bunkovými jadrami, na rozdiel od prokaryotov - majiteľov nukleárnych buniek). CianobActeria je veľmi starobylá evolučná vetva. Podľa noriem pozemskej histórie sú prekvapivo nezmenené. Napríklad, mince zelený rias oscilátor je rozšírený v moderných vodných útvaroch ( Oscilátoria.) Má fosílne príbuzní, ktorí žili pred 800 miliónmi rokov a sú takmer nerozoznateľné od moderných oscilácií (ekológia kyanobaktérií II. Ich rozmanitosť v priestore a čase, Springer, 2012, 15-36). Oscilátor je teda pôsobivým príkladom živého fosília. Ale prvé kyanobaktériu sa objavili oveľa skôr - to potvrdzujú paleontologické údaje.

Najprv nebola cyanobaktéria početné, pretože kyslíková fotosyntéza bola zvládnutá nimi, nedávali žiadne závažné výhody v porovnaní so oktoulessom, ktoré boli vo vlastníctve iných skupín mikróbov. Chemické prostredie týchto mikróbov sa však postupne zmenilo. Tam bol okamih, keď "suroviny" pre fotosyntézu bez kyslíka jednoducho zastavili dosť. A potom zasiahol hodinu kyanobaktérií.

Fotosyntéza kyslíka má jednu hlavnú výhodu - úplne neobmedzené dodávky pôvodného činidla činidla (voda) a jednu veľkú nevýhodu je vysoká toxicita vedľajšieho produktu (kyslík). Nie je prekvapujúce, že najprv tento typ výmeny nebol "populárny". Ale s najmenším nedostatkom iných substrátov, okrem vody, vlastníci kyslík fotosyntézy by mali okamžite získať konkurenčnú výhodu, ktorá sa stala. Po tom, ERA vyšla asi asi miliárd rokov, počas ktorej sa vzhľad Zeme stanovil predovšetkým s kyanobaktériou. Nedávno bola dokonca ponúknutá na neoficiálne meno v ich ctizóze "Cyanóza" (M. Barbierri, Biology Biology. Nová veda života, Springer, 2015, 75-91).

Je to kvôli kyanobaktérii 2,4 miliardy rokoch začala kyslík revolúcia, bola kyslík katastrofa alebo veľká oxidačná udalosť ( Veľká oxidačná udalosť, Goe). Stručne povedané, táto udalosť nebola ani okamžitá alebo absolútne jedinečná ( Príroda., 2014, 506, 7488, 307-315). Krátke výbuchy koncentrácie kyslíka, "kyslíkové foty" sa vyskytli predtým, má paleontologicky fixované. Napríklad 2,4 miliardy rokoch sa stalo niečo nové. Na krátku dobu histórie Zeme, čas (desiatky desiatok miliónov rokov) koncentrácia kyslíka v atmosfére vzrástol o približne tisíckrát a zostal na tejto úrovni; Až do predtým nevýznamných hodnôt, nikdy nepatrila viac. Biosféra ireverziteľne sa stala kyslíkom.

Pre ohromujúcu väčšinu starovekej prokaryitídy bola táto úroveň kyslíka smrtiaca. Nie je prekvapujúce, že prvý výsledok revolúcie kyslíka bol hromadný zánik. Prežili väčšinou tých, ktorí sa podarilo vytvoriť enzýmy ochrany kyslíka, a niekedy aj tukové bunkové steny (vrátane toho, že museli byť vykonané samotnými kyanobaktériami). Existuje dôvod domnievať sa, že v prvých 100-200 miliónoch rokov "nového kyslíka sveta" bol kyslík pre živé organizmy len jed a nič viac. Ale potom sa situácia zmenila. Odozva bioty na kyslíkovú výzvu bola vzhľad baktérií, ktoré zahŕňali kyslík do reťazca reakcií rozvádzajúcich glukózu, a tak ho začali používať na energiu.

Okamžite to bolo, že oxidácia kyslíka glukózy (dýchania) v energetickom pláne je oveľa efektívnejšia ako bez kyslíka (fermentácia). Poskytuje niekoľkokrát viac voľnej energie na molekulu glukózy ako ľubovoľnej ľubovoľne komplikovanej možnosti oxovej výmeny. Zároveň zostali počiatočné fázy rozpadu glukózy u užívateľov dýchania a fermentácie bežné: oxidácia kyslíka slúžila len ako doplnok nad starým biochemickým mechanizmom, ktorý nebol potrebný v kyslíku.

Skupina mikróbov, ktoré zvládli riskantné, ale účinnú výrobu energie s kyslíkom sa nazýva ochranná technika. Podľa všeobecne akceptovanej teórie to bolo od nich, že boli respiračné organely eukaryotických buniek - mitochondrií.

Podľa genetických údajov je najbližšia moderná relatívna mitochondria je fialová špirála alfa proteobacterium Rhodospirillum Rubrum (Molekulárna biológia a vývoj, 2004, 21, 9, 1643-1660). Rostrillum má dýchacie a fermentáciu a fotosyntézu bez kyslíka, v ktorej sa namiesto vody použije sulfid vodík a môže prepínať medzi týmito tromi troma typmi výmeny v závislosti od vonkajších podmienok. Nepochybne, taký symbionte - to je v tomto prípade vnútorný spolužitie - predchodca eukaryot bol veľmi užitočný.

Okrem toho mnohí moderní vedci sa domnievajú, že symbióza starovekých oblúkov s proteobaktériou - predkovia mitochondrie - bol tlakový na veľmi tvorbu eukaryotickej bunky (Eugene Kunin. Logické puzdro. M.: Centrepolygraph, 2014). Táto hypotéza sa nazýva "Early Interfondrial". Naznačuje, že oddelenie budúcej eukaryotickej bunky na cytoplazme a jadru sa vyskytla až po zavedení ochrany proti nemu. Starší scenár "neskorogontérie", podľa ktorého proteobacterium bolo jednoducho prehltnuté pomocou hotovej eukaryotickej bunky (nezávisle vyplývajúce z Arhylnej bunky), teraz vyzerá oveľa menej pravdepodobné. V skutočnosti, obe bunky - obidva archene, a proteobakteriálne - boli v procese zjednotenia vážne "redo", čo viedlo k druhu chimeru s novými vlastnosťami. Tento chimér sa stal eukaryotickým článkom; Molekulárne zložky lukostreľby a proteobakteriálneho pôvodu v nej boli silne zmiešané, rozdeľujú funkcie medzi sebou ("paleontologický časopis", 2005, 4, 3-18). Bez proteobaktérie by Eukaryotes nebudú vzniknúť. A to znamená, že ich vzhľad bol priamym dôsledkom revolúcie kyslíka.

Vo svetle toho, čo bolo povedané, takmer nevyzerajú prehnané slovami dvoch moderných hlavných vedcov, paleontológa a geológ: "Každý súhlasí s tým, že vývoj modro-zelených rias bol najvýznamnejšou biologickou udalosťou na našej planéte (ešte významnejšie ako vývoj eukaryotických buniek a výskytu multikulových organizmov) "(Peter Ward, Joe Kirshvink. Nový príbeh o pôvode života na Zemi. Petrohrad: ID" Peter ", 2016). Svet oboznámený s nami, svet zvierat a rastlín by teraz neexistoval, ak nie cyanobaktérií a spôsobené nimi krízy.

Epochy života

Celá história Zeme je rozdelená do štyroch obrovských medzier, označovaných ako EONA (je to vyššie ako ERA). Mená EON sú nasledovné: qatarhey, alebo pred homosexuálom (4.6-4,0 miliardami rokmi), archey (4,0-2,5 miliardy rokoch), Proteroza (2,5-054 miliárd rokov) a preglejky (začal pred 0,54 miliardami rokov a pokračuje aj). Toto rozdelenie nám vždy pomôže, je to naozaj pohodlné. Uskutočníme rezerváciu, že v takmer všetkých takýchto prípadoch nie sú dočasné hranice, a postupnosť ERAS a udalostí súvisiacich s nimi: je oveľa dôležitejšie. Výnimka môže byť vykonaná s výnimkou dvoch alebo troch základných termínov, ako je vek Zeme.

Katarhai je tzv. Dennágologická éra, z ktorej neboli žiadne "normálne" skaly nachádzajúce sa vrstvy. Klasické geologické a paleontologické metódy založené len na porovnaní po sebe idúcich vrstiev, nefungujú tam. Objekty zostávajúce z katarín - väčšinou malé zrnky zirkónu, najviac, v ktorých nedávno zistili pravdepodobne biogén uhlík. O Qatarine Life (ak to bolo), je mimoriadne malé.

V archey, spolková krajina patrí do Prokaryotam - Baktérie a Archemiam (nepotrebujete zmätok, náhoda koreňov v názve geologickej éry "Archei" a skupiny Archei Micróby sú vlastne náhodou). Hranica archejektu a Protenerzoy padá o čase jedného zo silných "kyslíkových štrbín" predchádzajúcich revolúcii kyslíka. Kyslíková revolúcia sa vyskytla na začiatku protendovu.

Proteroza je éra kyslíka a eukaryotes. Zaujímavý paradox je spojený s datovaním pôvodu EUKARYOTA. Faktom je, že viac alebo menej spoľahlivo určené multicelulárne eukaryoty sa objavujú v paleontologických kronikách výrazne skôr, než len tak spoľahlivo definované jednolôžkové bunky. Nitchasy riasy Grypania spiralisktorý sa zvyčajne považuje za eukaryotický, objavil sa 2,1 miliardami rokov ( Austrália Journal of Palatetoetology, 2016, dOI: 10.1080 / 03115518.2016.1127725). Spravodlivosť by mala byť povedané, že jej hlavná veľkosť je hlavným argumentom pre eukaryotickú povahu humertu - všetky ostatné príznaky nedávajú dôveru, že to nie je obrovský kyanobakterium ( Palácka, 2015, 58, 1, 5-17). Ale faktom je, že táto nájsť nie je jediná. Najstaršia známa Eukaryota je teraz považovaná za hubový organizmus. Disagma Buttonii. Vek 2,2 miliardy rokov ( Presarrian Research., 2013, 235, 71-87). A tam sú tajomné veľké špirálové tvory - s najväčšou pravdepodobnosťou rias, ktorých vek zostávajú najmenej 2,1 miliardy rokov, ako v skákaní ( Príroda., 2010, 466, 7302, 100-104). Ale najskoršie jednoročné, jedinečne definované ako eukaryotes, majú len 1,6 miliardy rokov ( , 2006, 361, 1470, 1023-1038). To, samozrejme, neznamená, že mnohobunkové eukaryotes sa skutočne objavili skôr ako jednobunkové, - taký predpoklad odporuje všetkým dostupným molekulárnym údajom. Unicellites sú len horšie, než sú zachované, a príznaky, pre ktoré môžete definovať telo, majú menej.

Tieto dávky sa však riadia veľmi dôležité závery. Pripomeňme, že dátum revolúcie kyslíka je pred 2,4 miliardami rokov. V dôsledku toho vieme, že len za 200 miliónov rokov po ňom v paleontologickej kronike, nielen eukaryotes sa objavujú, ale multikulové eukaryotes. To znamená, že prvé fázy evolúcie EUBAKAROT boli prenesené normami globálnej histórie veľmi rýchlo. Samozrejme, eukaryotická bunka si určil čas na usporiadanie symbiózy s mitochondriálnymi predkami, vytvorte jadro, komplikuje cytoskeleton - intracelulárny systém nosných konštrukcií. Ale keď sú tieto procesy u konca, vytvorenie prvých mnohobunkových organizmov sa spravilo takmer okamžite. Žiadne ďalšie zariadenia na úrovni buniek nevyžadovali. Každá eukaryotická bunka už má kompletnú sadu molekulárnych prvkov potrebných na vytvorenie mnohobunkového telesa z takýchto buniek (aspoň relatívne jednoduché). Samozrejme, všetky tieto prvky nie sú menej užitočné pre život jednej bunky, inak by jednoducho nevznikli. Celkový predchodca Eukaryota, bez pochybností, bol jednoznačný a veľmi mnohý z jeho potomkov, Multicelity nebola nikdy užitočná. Príklady moderných jednofundovaných eukaryotických - amcribes, Evglen, Infusoria - vieme vďaka školským učebníkom, ale v skutočnosti sú oveľa viac.

Revolúcia kyslíka mala ďalší dôležitý dôsledok, ktorý sa dotkol zloženia atmosféry. V atmosfére Archeje sa nachádzalo veľa dusíka (ako aj teraz), ako aj oxid uhličitý a metán (oveľa viac ako teraz). Oxid uhličitý a metán je veľmi dobre absorbovaný v infračervenom žiarení a tým držať teplo v atmosfére, bráni mu ísť do vesmíru. Toto sa nazýva skleníkový efekt. Okrem toho sa predpokladá, že z metánového skleníkového efektu aspoň raz za 20-30 je silnejší ako z oxidu uhličitého. A v archechách metánových časoch v atmosfére Zeme to bolo asi 1000 krát viac ako teraz, a poskytla peknú teplú klímu.

Astronómia tu tiež zasahuje. Podľa všeobecne akceptovanej teórie vývoja hviezd, svietivosť slnka pomaly, ale neustále rastie. V archey, to bolo len 70-80% moderného - je jasné, prečo bol skleníkový efekt dôležitý na udržanie planéty vo teplote. Ale po revolúcii kyslíka sa atmosféra stala oxidačným a takmer všetkým metánom (CH 4) sa zmenila na oxid uhličitý (CO 2), ktorej účinnosť je oveľa nižšia ako skleníkový plyn. To spôsobilo katastrofické huronické zaľadnenie, ktoré trvalo asi 100 miliónov rokov staré a v niektorých bodoch zaplavili celú pôdu: v pozemkoch, ktoré boli potom len niekoľko stupňov zemepisnej šírky rovníka, boli nájdené stopy ľadovcov ( , 2005, 102, 32, 11131-11136). Vrchol gurónskej zaľadnení vstránil pred 2,3 miliardami rokov. Našťastie sa zaľadnenie nemohlo zastaviť tektonickú aktivitu pozemského manta; Sopky naďalej hodili oxid uhličitý do atmosféry a časom sa dostatočne nahromadili na to, aby obnovili efekt skleníka a roztavil ľad.

Hlavné klimatické testy však boli stále dopredu.

Koniec "nudnej miliardy"

Za rýchlymi udalosťami začiatku Proterezhoy nasledoval tzv. "Nudný miliardy rokov" ( Nudné miliardy.). V tomto okamihu neboli žiadne ľadovenia, žiadne ostré zmeny v atmosfére, žiadne biosférické prevraty. Eukaryotické riasy žili v oceánoch, postupne zdôrazňovali kyslík. Ich svet bol vo svojej vlastnej rôznorodej a ťažkej. Napríklad multikulové červené a žlto-pokovované riasy sú známe z éry "nudnej miliardy", prekvapivo podobné ich moderným príbuzným ( Filozofické transakcie kráľovskej spoločnosti B, 2006, 361, 1470, 1023-1038). V tomto čase a huby ( Paleobiogia, 2005, 31, 1, 165-182). Ale multikulové zvieratá na rozlohy "nudných miliardy rokov" chýbajú. Budeme opatrní: V súčasnosti nikto nemôže argumentovať s plnou dôverou, že neexistovali žiadne multikulové zvieratá, ale všetky údaje o tejto téme sú najlepšie veľmi kontroverzné ( Presarrian Research., 2013, 235, 71–87).

Aký je ten prípad? Navrhuje myšlienku, že multicelularity ako taká je oveľa viac kompatibilná so životným štýlom rastliny ako zviera. Akákoľvek rastlina zariadenia je uzavretá v tuhej bunkovej stene a niet pochýb o tom, že uľahčuje regulovanie vzájomné umiestnenie Buniek v komplexnom telese. Naopak, bunky zvierat sú zbavené bunkovej steny, ich forma je nestabilná, a dokonca sa neustále mení s činkami fagocytózy, to znamená absorpciu potravinárskych častíc. Zbierajte celý organizmus z takýchto buniek - náročná úloha. Ak sa vôbec neobjaví žiadne multicelulárne zvieratá, a biológovia boli zástupcovia rastlín alebo húb, s najväčšou pravdepodobnosťou by po štúdiu tohto problému dospeli k záveru, že kombinácia multicelity s absenciou bunkovej steny je jednoducho nemožné. V každom prípade to vysvetľuje, prečo sa mnohokrát vyskytla multicelity v rôznych skupinách rias, ale len raz - u zvierat.

Tam je ďalší nápad. V roku 1959, kanadský zoológ John Ralph Nreslel zviazal náhle (ako to bolo zvážené) vzhľad zvierat v paleontologickej kronike s rastúcou koncentráciou kyslíka v atmosfére ( Príroda., 1959, 183, 4669, 1170-1172). Zvieratá spravidla majú aktívnu mobilitu, ktorá vyžaduje toľko energie, ktoré bez dýchania kyslíka, nemôžu robiť. A kyslík potrebuje veľa. A v ére "nudného miliardy" obsahu 2 v atmosfére takmer určite nedosiahol 10% modernej úrovne - minimum, ktorý sa často považuje za potrebné na udržanie života zvierat. TRUE, táto podozrivo kruhová číslica je s najväčšou pravdepodobnosťou nadhodnotená ( Konania Národnej akadémie vied USA, 2014, 111, 11, 4168-4172). Takéto rezervácie však neinterferujú s priznaním, že stará myšlienka NRESLLAH aspoň nie je v rozpore s modernými údajmi: odhadovaný začiatok vývoja multikulovými zvieratami je veľmi približne, ale sa zhoduje s novým zvýšením koncentrácie atmosféry Kyslík na konci proteínu ( Ročné preskúmanie ekológie, evolúcie a systematiky, 2015, 46, 215-235). Jednoducho to nemohlo byť faktorom, ktorý uľahčuje vzhľad zvierat: na konci, tým viac kyslíka, tým lepšie. Nie je potrebné zvážiť kyslík faktor striktne jedinečný. Pamätáme si, že v čase, keď sa kyslík stal oveľa potešením, nie je zaznamenané žiadne viacnásobné pokusy o vytvorenie multikupectva typu zvierat. Tento experiment bol schopný prirodzene len raz.

Útulná éra "nudných miliardy rokov" by mohla trvať dlho, ak geografia nezasahovala do biológie. Dramatické udalosti, ktorých hrdina sa stala samotnou planétou, prilákala pozornosť vedcov na pol storočia, ale len pred 15 rokmi, informácie o nich sa podarilo skladať do viac alebo menej pevného obrazu. Hoďte na tento obrázok rýchly vzhľad, začínajúc, pretože by mal byť od začiatku.

V roku 1964 vydal anglický geológ Brian Harland článok, v ktorom uviedol, že došlo k absolútne na všetkých kontinentoch, existujú stopy starobylého zaľadnenia, ktoré sa týkajú toho istého času - neskoré Doteňozoa. Len na začiatku 60. rokov sa geológovia dozvedeli, ako identifikovať minulú pozíciu kontinentov prostredníctvom údajov o magnetizácii hornín. Spoločnosť Harland zhromaždila tieto údaje a videl, že ich mohli vysvetliť len jedným spôsobom: predpokladalo sa, že neskoré Proteňové vojnové združenie bolo okamžite zapojené do všetkých zemepisných šíriek Zeme, to znamená, že non-planette. Akékoľvek iné hypotézy vyzerali ešte menej venuteľné (napríklad by bolo potrebné prevziať rýchly pohyb pólov, takže všetky krajiny boli pokryté polárnou čiapkou). Ako povedal Sherlock Holmes počas hľadania Jonathan Smalla, "Zlikvidujte všetko nemožné, čo zostane, a bude odpoveď, bez ohľadu na to, ako sa zdalo neuveriteľné." To je, ako Harland a zadaná. Písomný s spoluautorom, dôkladný článok netvrdí žiadne pocity - tam sú jednoducho úprimne prezentované fakty a závery ( Vedecký Američan, 1964, 211, 2, 28-36). A napriek tomu bola hypotéza o nespevnenej zaľadnení pre väčšinu vedcov príliš odvážne.

Doslova v tých istých rokoch, slávny geofyzijský, Leningradets, Michail Ivanovich Budyko, vzali teóriu zaľadnenia. Upozorňuje na skutočnosť, že zaľadnenie sa môže vyvíjať. Ľadový kryt má vysokú odrazivosť (Albedo), preto čím väčšia je celková plocha ľadovcov, tým väčšia je podiel slnečného žiarenia odráža späť do vesmíru, pričom sa s ním nevykonáva teplo. A čím menšia Zem sa dostane teplo, stáva sa chladnejším, a oblasť ľadovej oblasti rastie ako výsledok, zvýšenie albedo ešte silnejšie. Ukazuje sa, že zaľadnenie je proces s pozitívnou spätnou väzbou, ktorá je schopná posilniť sám. A v tomto prípade musí existovať niektoré kritická úroveň Ukladanie, potom, čo sa zvýši, zatiaľ čo vlny ľadu zo severných a južných pólov sa zhromažďujú na rovníku, úplne uzatvárajú planétu v ľadovom kryte a znížila svoju teplotu pre niekoľko desiatok stupňov. Budyko matematicky ukázal, aký môže byť vývoj udalostí ( Povedz nám., 1969, 21, 5, 611-619). Ale nemal myšlienku, že v histórii Zeme sa uskutočnila niekoľkokrát! Pretože v tej dobe Budyko a Harland sa ešte nečítali.

Zemina-snehová guľa

Teraz je zaľadnenie, ktoré otvorila Harland, je zvyčajná nazvaná Zem a snehová zemina ( Snowball Earth.). Zdá sa, že to bolo naozaj nepotrebné. A jeho hlavný dôvod sa považuje za prudké oslabenie skleníkového efektu v dôsledku poklesu koncentrácie oxidu uhličitého (ktorý sa stal hlavným skleníkovým plynom po kyslíku "jedol" takmer všetky metán). Fotosyntéza a dýchanie tu, s najväčšou pravdepodobnosťou, nič spoločné s ním. Ak je revolúcia kyslíka Biota Zeme usporiadaná, teraz sa ukázala byť obeťou vonkajšieho faktora, úplne nebiologický charakter.

Faktom je, že obrat oxidu uhličitého je oveľa menej závislý od živých bytostí ako obrat kyslíka. Hlavným zdrojom atmosférického CO 2 na Zemi sa stále používa s vulkanickými erupciami a hlavný tok je proces s názvom Chemical Weathered. Oxid uhličitý interaguje s horninami, zničiť ich a zároveň sa zmení na uhličitany (HCO3 ióny - alebo CO 32-). Ten sú dobre rozpustné vo vode, ale atmosféra už nie je súčasťou atmosféry. A ukazuje extrémne jednoduchá závislosť. Ak je intenzita prevádzky sopiek lepšia ako intenzita chemického poveternostného poverenia, atmosférická koncentrácia CO 2 rastie. Ak naopak - padá.

Na výsledku "nudnej miliardy", pred 800 miliónmi rokov, takmer celá pozemská pôda bola súčasťou jediného supercontinent nazvaného narodením. Podľa jedného slávneho geológa, obrovských superkontinentov, podobne ako veľké ríše v sociálnej histórii Zeme, boli vždy nestabilné (V. E. Khain, M. G. Lomise. Geotektonika s geodynamickými základňami. M: Vydavateľstvo Moskva štátu University, 1995). Preto nie je prekvapujúce, že narodenie sa začalo rozdeliť. Na okrajoch chýb bol ohromený čadič zmrazený, ktorý sa okamžite stal predmetom chemickej tieniny. Pôda nebola potom a zvetrané výrobky sa ľahko skončili v oceáne. Nakoniec sa rodisko rozpadlo do siedmich alebo ôsmich malých - veľkosť približne Austrálie - kontinenty, ktoré sa začali drieť na strane. Spotreba CO 2 pre poveternostné o čadiči viedli k poklesu svojej úrovne v atmosfére.

Vulkanizmus, ktorý by sa dezintegrácia superkontinentu nevyhnutne sprevádzal, by to mohlo kompenzovať, ak to nebolo pre jednu náhodnú okolnosť. Vzhľadom k nejakej pravde o drifte kontinentov a rodiska, a jej trosky boli na rovníku, v teplom páse, kde chemické tienstvo šlo zvlášť rýchlo. Matematické modely ukazujú, že je to z tohto dôvodu, že koncentrácia CO 2 klesla pod prahovú hodnotu, po ktorej nasleduje zaľadnenie ( Príroda., 2004, 428, 6980, 303-306). A keď začalo, bolo príliš neskoro na spomalenie kedysi.

Treba uznať, že pozícia kontinentov v neskorom prototezoic sa ukázala byť tak neúspešná (z hľadiska obyvateľov planéty), pokiaľ je to možné. Drift kontinentov je riadený prúdmi látky zemného plášťa, ktorého dynamika, ktorá v skutočnosti nedesiari. Vieme, že v tomto prípade tieto toky zhromaždili všetky pozemské pozemky v jednom kontinente, ktorý je presný na rovníku a rozšíriť sa po zemepisnej šírke. Ak bol na jednom z pólov alebo bol natiahnutý zo severu na juh, lúpanie začal uzavrieť niektoré skaly od váženia a tým suspendovanú starostlivosť oxidu uhličitého z atmosféry - potom sa proces mohol spomaliť. Len taká situácia, ktorú teraz vidíme, keď sú šimyké štíty Antarktída a Grónsko ( Vedecký Američan, 1999, 9, 38). A na konci Proterezhoy, takmer všetky hlavné oblasti Sushi boli blízko rovníka - a boli nahé až do okamihu, keď sa zavreli severné a južné kryty ľadu. Zem sa stala ľadovou loptou.

V skutočnosti boli epizódy Zeme-Snowball aspoň tri. Prvý z nich bol ešte na gurónii zaľadnenia (ktorý, ako si pamätáme, nestane sa kvôli oxidu uhličitého, ale kvôli metánu). Potom už viac ako miliardu rokov nebola vôľa nebola vôbec. A potom boli nasledované dve dva ďalšie oddelené malým prelomom všetkých rovných ľadovcoch, z ktorých jedna trvala približne 60 miliónov rokov, ďalších - približne 15 miliónov rokov. Bolo to im, že Brian Harland otvoril. Geologické obdobie, ktoré sa týkajú týchto zaľadnení, sa nazýva kryogénne (je súčasťou nulozoa).

Existuje niekoľko krycích zverstiev. Klíma potom v celej krajine bola podľa súčasných noriem, Antarktída. Väčšina oceánov pokrývala vilometrovú vrstvu ľadu, takže intenzita fotosyntézy nemohla byť vysoká. Svetlo, nečakane sa stáva cenným zdrojom, dostal sa do oceánu len na miestach, cez praskliny, paliny alebo malé pozemky z tenkého ľadu. Je prekvapujúce, že niektoré multicelulárne organizmy sa podarilo prežiť kryoralín bez zmeny, napríklad červených rias. Teraz sú prispôsobené tak, aby používali veľmi slabé svetlo, ktoré preniká do takej hĺbky, kde nie sú žiadne iné fotosyntevné tvory (YU. T. DYAKOV. Úvod do algológie a mikrogovy. M.: Vydavateľstvo MSU, 2000). UNIBEELLULLY PLANKTON NIE JE VYKONÁVAŤ. Obsah kyslíka v kryogénnom oceáne si silne padol, takže život v dne, s najväčšou pravdepodobnosťou, bol väčšinou anaeróbny, ale detaily z nás sú stále skryté.

Koniec epizódach zemskej gule je tiež dramatický svojím vlastným spôsobom. Počas non-rovinného zaľadnenia všetky procesy spojené s absorpciou veľkých objemov oxidu uhličitého, doslova zmrazeného. A medzitým, sopky (ktorých práca nikto nie je zastavená) boli vyhodené a vypúšťané CO 2 do atmosféry, postupne prinášajú svoju koncentráciu na obrovské množstvá. V určitom okamihu nemohol ľadový štít už odolať skleníkovému efektu a potom začal proces vykurovania planéty planéty. Doslova po dobu niekoľkých tisíc rokov - to je geologicky na chvíľu - všetok ľad roztavený, uvoľnila sa, že sa uvoľnili významnú časť sushi s malými okrajmi a teplotou povrchový povrch, posudzovanie podľa výpočtov, zasunuté na 50 ° C ( Inžinierstva a vedy., 2005, 4, 10-20). A až po tom, postupný návrat Zeme začal "normálne" extradental. Počas kryogenia sa celý cyklus prešiel aspoň dvakrát.

Výskumní pracovníci z ČĽR a USA analyzovali obsah rôznych izotopov horčíka v skalách z južnej Číny s starovekou 635 miliónov rokov. Obsah rôznych izotopov horčíka ukázal, že tieto plemená v tom čase boli podrobené silnej erózii pod vplyvom kyseliny COALP. Discovery potvrdzuje dlhoročnú hypotézu, že snehové zasneženie sa roztavila, keď začali masívne ísť cez to. Zodpovedajúce publikované B. Konanie Národnej akadémie vied.

Vedci skúmali fragment skalných skál, ktoré bolo 635 miliónov rokov súčasťou vrcholu hory. Vystúpila cez nespevnený ľadovec, ktorý pokrýval Zem v tejto ére a bol vystavený priamemu kontaktu s dažďami obsahujúcimi kyselinu sakoalovú. To zmenilo pomer izotopov horčíka v ľadovec. Podľa výskumných pracovníkov ich zistí ukazuje, že je to obrovská koncentrácia oxidu uhličitého vo vzduchu viedla k rozmrazovaniu Zeme. Ak by to stačilo na sprchovanie s kyselinou uhlí, znamená to, že skleníkový efekt dosiahol úroveň nemysliteľnú podľa dnešných noriem.

Okrem toho nová práca označuje zdroj uhličitanového "uzáveru" - vrstva uhličitanových sedimentov ležiacich na vrchole vrstiev globálneho zaľadnenia. Kyselina Choalová bola agresívne chemické prostredie, s pomocou ktorého sa uhličitany vytvorili z hornín. S vodičskou vodou boli radi s oceánmi, kde sa stali základom pre prudký nárast obsahu zlúčenín vápnika. Prebytok tejto látky zohral veľkú úlohu pri vytváraní zvieraťa Cambrian. Potom sa multicelulárne stvorenia často používajú vápnik na "konštrukciu" externých tuhých defektov.

Klíma našej planéty z dlhodobého hľadiska je riadená uhlíkovým cyklom. Ak je príliš horúci, oxid uhličitý zo vzduchu sa aktívne absorbuje skaly. S malým obsahom oxidu uhličitého vo vzduchu, skleníkový efekt oslabuje - a zem sa znova ochladí. Ak sa stáva studeným, rýchlosť chemických reakcií spomaľuje a oxid uhličitý je slabší absorbovaný kameňmi, akumulujúcimi v atmosfére. Z toho globálne otepľovanieA klíma sa stále vráti do normy. 650 miliónov rokov Tento prirodzený termostat nie je jasný z dôvodov zlyhal.

Oxid uhličitý sa raz stal tak malý, že globálne zaľadnenie vzniklo na planéte: všetky vody a sušenie boli pokryté ľadom, dokonca aj na rovníku. Tento stav v geológii je označený ako snehová guľa (snehová guľa). Podľa logiky uhlíkového cyklu, sopečné erupcie, ktoré dopĺňajú atmosférický oxid uhličitý, v priebehu času museli zvýšiť svoju koncentráciu na obrovské hodnoty, pretože skalné skaly a morská voda z pod-ľad nemohli viazať kľúčový skleníkový plyn. Postupom času sa jeho podiel vo vzduchu vzrástol tak veľa, že efekt skleníka chladol chladenie zeme kvôli odrazom slnečného žiarenia ľadom.

Hypotéza mala vážnu nevýhodu: bolo veľmi ťažké to skontrolovať. V teórii by mala veľká koncentrácia oxidu uhličitého vo vzduchu viesť k spontánnej tvorbe kyseliny koalickej a jeho vypadávanie vodou vo forme kyslého dažďa. Avšak skôr všetky pokusy nájsť priame chemické stopy takýchto dažďov boli neúspešné. Faktom je, že kráčali, keď bola planéta úplne pokrytá ľadom a dostať sa do skál bolo veľmi ťažké.

7.10.11 Niektorí výskumníci sa domnievajú, že dvakrát alebo trikrát v histórii našej planéty prišli obdobie, podmienečne označili "zeminu-snehová guľa", keď je ľad takmer úplne pokrytý povrch zeme. Naposledy sa to stalo asi pred 635 miliónmi rokov. Potom sa z viacerých dôvodov stal skleníkový efekt a planéta bola nadšená.

Medzinárodná skupina vedcov však v týchto časoch spochybnila prudký nárast atmosférickej koncentrácie oxidu uhličitého. Podľa nových údajov nebol skleníkový efekt taký silný na roztavenie hrubého ľadu. V dôsledku toho sa Zem nezmenila na veľkú snehovú guľu.

Hlavným certifikátom v prospech hypotézy je ľadové sedimenty, ktoré boli pred 635 miliónmi rokov v oblasti rovníka. Nad nimi je vrstva "korunových uhličitanov" (uzávery uhličitanov), o ktorej sa predpokladá, že sa vytvorí, keď sa ľadovce roztopia alebo krátko potom, čo je, keď bol oxid uhličitý v atmosfére prebytok.

Predpokladá sa, že obdobie "Zeme-Snowball" skončila, keď hladina oxidu uhličitého v atmosfére rástla. Dôvodom môže byť sopečná činnosť. Faktory, ktoré za normálnych podmienok odstránia oxid uhličitý z atmosféry, boli blokované ľadom. Okrem toho, že studený neumožňoval zvetrané skaly absorbovať oxid uhličitý s tvorbou bikarbonátov. To všetko viedlo k hromadeniu skleníkových plynov v atmosfére.

Výskumníci sa rozhodli zistiť, koľko oxidu uhličitého bol v atmosfére v týchto časoch. Na tento účel analyzovali chemické zloženie brazílskych plemien času a skamenených organických látok v nich. Špecialisti, ktorí majú záujem o pomer izotopov.

A plemená a organické látky (hlavne riasy) odstrániť uhlík z oxidu uhličitého rozpusteného v oceáne. Zníženie koncentrácie plynu vedie k tomu, že riasy sa začínajú opierať o ťažší izotop. Na druhej strane, pomer uhlíkových izotopov v uhličitanoch sa nemení bez ohľadu na koncentráciu oxidu uhličitého.

Porovnanie ukazovateľov kameňa a organického výkonu ukázali, že koncentrácia oxidu uhličitého v atmosfére bola oveľa nižšia ako predchádzajúce odhady. Hovorili - 90 tisíc dielov na milión a nová analýza tvrdí, že došlo k nižšej ako 3,200 dielu na milión. Je možné, že koncentrácia sa dnes približovala (približne 400 ppm).

Červenohnedé, železo-bohaté ľadové sedimenty v horách Ogilvi (územie Yukon, Kanada). Vytvorili sa pred 716,2 miliónami rokov, keď sa planéta mohla takmer úplne pokrytá ľadom. (Foto Francis Macdonald.)

"A akonáhle nebola žiadna vysoká koncentrácia oxidu uhličitého v atmosfére - to znamená, že snehová guľa nemohla byť zmrazená, inak by pôda bola zmrazená," sumarizuje autora štúdie Magali Ander z Parížskeho Geofyzikálneho inštitútu (Francúzsko) ).

Varuje však, že existuje veľa nejasností. Je napríklad možné, že horniny boli nesprávne datované. Existuje tiež pravdepodobnosť, že efekt skleníka nerobil oxid uhličitý, ale metán ...