Οι βιολογικές ιδιότητες του μοριακού οξυγόνου (O 2) είναι τουλάχιστον διπλές. Το οξυγόνο είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας με τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε πολλή χρήσιμη ενέργεια και ταυτόχρονα ένα ισχυρό δηλητήριο που περνά ελεύθερα μέσα από τις κυτταρικές μεμβράνες και καταστρέφει τα κύτταρα εάν δεν τον χειριστείτε προσεκτικά. Λέγεται μερικές φορές ότι το οξυγόνο είναι ένα δίκοπο μαχαίρι ( Τρέχουσα Βιολογία, 2009, 19, 14, R567–R574). Όλοι οι οργανισμοί που ασχολούνται με το οξυγόνο έχουν απαραίτητα ειδικά ενζυμικά συστήματα που μειώνουν τις χημικές του επιδράσεις. Όσοι δεν έχουν τέτοια ενζυμικά συστήματα είναι καταδικασμένοι να είναι αυστηροί αναερόβιοι, επιζώντας μόνο σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο. Στη σύγχρονη Γη αυτά είναι μερικά βακτήρια και αρχαία.

Σχεδόν όλο το οξυγόνο στη Γη είναι βιογενούς προέλευσης, δηλαδή απελευθερώνεται από έμβια όντα (φυσικά μιλάμε τώρα για ελεύθερο οξυγόνο και όχι για άτομα οξυγόνου που αποτελούν μέρος άλλων μορίων). Η κύρια πηγή O 2 είναι η οξυγονική φωτοσύνθεση. Απλώς δεν υπάρχουν άλλες γνωστές αντιδράσεις ικανές να το παράγουν σε συγκρίσιμες ποσότητες. Από ένα μάθημα σχολικής βιολογίας γνωρίζουμε ότι η φωτοσύνθεση είναι η σύνθεση γλυκόζης C 6 H 12 O 6 από διοξείδιο του άνθρακα CO 2 και νερό H 2 O, η οποία συμβαίνει με τη βοήθεια της φωτεινής ενέργειας. Ο κύριος «παράγοντας» εδώ είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο μειώνεται από το νερό. Το οξυγόνο σε αυτή την αντίδραση δεν είναι τίποτα άλλο από ένα υποπροϊόν, ένα απόβλητο. Είναι λιγότερο ευρέως γνωστό ότι η φωτοσύνθεση μπορεί να μην οδηγήσει στην απελευθέρωση οξυγόνου εάν, αντί για νερό, χρησιμοποιηθεί κάποια άλλη ουσία ως αναγωγικός παράγοντας - για παράδειγμα, υδρόθειο H 2 S, ελεύθερο υδρογόνο H 2 ή ορισμένες ενώσεις σιδήρου. Αυτός ο τύπος φωτοσύνθεσης ονομάζεται φωτοσύνθεση χωρίς οξυγόνο και υπάρχουν πολλές διαφορετικές παραλλαγές της.

Είναι σχεδόν βέβαιο ότι η φωτοσύνθεση χωρίς οξυγόνο εμφανίστηκε πολύ νωρίτερα από τη φωτοσύνθεση με βάση το οξυγόνο. Ως εκ τούτου, στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια ύπαρξης της ζωής (και πιθανότατα περισσότερο), αν και συνέβη η φωτοσύνθεση, δεν προκάλεσε κορεσμό της ατμόσφαιρας της Γης με οξυγόνο. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα εκείνες τις μέρες δεν ήταν μεγαλύτερη από 0,001% αυτού που είναι σήμερα - με απλά λόγια, αυτό σημαίνει ότι δεν ήταν πραγματικά εκεί.

Όλα άλλαξαν όταν τα γαλαζοπράσινα φύκια, ή κυανοβακτήρια, ήρθαν στη σκηνή. Στη συνέχεια, αυτά τα πλάσματα έγιναν οι πρόγονοι των πλαστιδίων, των φωτοσυνθετικών οργανιδίων των ευκαρυωτικών κυττάρων (θυμηθείτε ότι οι ευκαρυώτες είναι οργανισμοί με κυτταρικούς πυρήνες, σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά, τα οποία έχουν κύτταρα χωρίς πυρήνα). Τα κυανοβακτήρια είναι ένας πολύ αρχαίος εξελικτικός κλάδος. Σύμφωνα με τα πρότυπα της επίγειας ιστορίας, είναι εντυπωσιακά αμετάβλητα. Για παράδειγμα, το ταλαντωτή γαλαζοπράσινων φυκών ( Ταλαντωτορία) έχει συγγενείς απολιθωμάτων που έζησαν πριν από 800 εκατομμύρια χρόνια και πρακτικά δεν διακρίνονται από τους σύγχρονους ταλαντωτές (Ecology of Cyanobacteria II. Their Diversity in Space and Time, Springer, 2012, 15–36). Έτσι, το oscillatorium είναι ένα εντυπωσιακό παράδειγμα ζωντανού απολιθώματος. Αλλά τα πρώτα κυανοβακτήρια εμφανίστηκαν πολύ νωρίτερα από αυτό - αυτό επιβεβαιώνεται από παλαιοντολογικά δεδομένα.

Αρχικά, τα κυανοβακτήρια δεν ήταν πολυάριθμα, επειδή η φωτοσύνθεση οξυγόνου που κατέκτησαν δεν παρείχε σοβαρά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη φωτοσύνθεση χωρίς οξυγόνο που είχαν άλλες ομάδες μικροβίων. Αλλά το χημικό περιβάλλον αυτών των μικροβίων σταδιακά άλλαξε. Ήρθε ένα σημείο που απλά δεν υπήρχε πλέον αρκετή «πρώτη ύλη» για φωτοσύνθεση χωρίς οξυγόνο. Και τότε χτύπησε η ώρα των κυανοβακτηρίων.

Η φωτοσύνθεση οξυγόνου έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα - μια εντελώς απεριόριστη παροχή του αρχικού αναγωγικού αντιδραστηρίου (νερό) και ένα μεγάλο μειονέκτημα - την υψηλή τοξικότητα του παραπροϊόντος (οξυγόνο). Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτός ο τύπος ανταλλαγής δεν ήταν "δημοφιλής" στην αρχή. Αλλά με την παραμικρή έλλειψη υποστρωμάτων εκτός από το νερό, όσοι έχουν φωτοσύνθεση οξυγόνου θα πρέπει να αποκτήσουν αμέσως ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, κάτι που συνέβη. Μετά από αυτό, ξεκίνησε μια εποχή περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών, κατά την οποία η εμφάνιση της Γης καθορίστηκε κυρίως από κυανοβακτήρια. Πρόσφατα, προτάθηκε μάλιστα να αποκαλείται ανεπίσημα «κυανόζωο» προς τιμήν τους (M. Barbieri, Code Biology. A New Science of Life, Springer, 2015, 75–91).

Λόγω των κυανοβακτηρίων ξεκίνησε η επανάσταση του οξυγόνου πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια, γνωστή και ως η καταστροφή του οξυγόνου ή το Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης ( Μεγάλη εκδήλωση οξείδωσης, GOE). Αυστηρά μιλώντας, αυτό το γεγονός δεν ήταν ούτε στιγμιαίο ούτε απολύτως μοναδικό ( Φύση, 2014, 506, 7488, 307–315). Σύντομες εκρήξεις συγκέντρωσης οξυγόνου, «πνοές οξυγόνου», έχουν συμβεί στο παρελθόν, αυτό καταγράφεται παλαιοντολογικά. Ωστόσο, κάτι νέο συνέβη πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, σύμφωνα με τα πρότυπα της γήινης ιστορίας (μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια), η συγκέντρωση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε περίπου χίλιες φορές και παρέμεινε σε αυτό το επίπεδο. δεν έπεσε ποτέ ξανά στις προηγούμενες ασήμαντες αξίες του. Η βιόσφαιρα έχει ανεπανόρθωτα οξυγονωθεί.

Για τη συντριπτική πλειοψηφία των αρχαίων προκαρυωτών, αυτό το επίπεδο οξυγόνου ήταν θανατηφόρο. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι το πρώτο αποτέλεσμα της επανάστασης του οξυγόνου ήταν η μαζική εξαφάνιση. Εκείνοι που επέζησαν ήταν κυρίως εκείνοι που κατάφεραν να δημιουργήσουν ένζυμα που προστατεύουν το οξυγόνο, και μερικές φορές ακόμη και παχιά κυτταρικά τοιχώματα για να εκκινήσουν (τα ίδια τα κυανοβακτήρια έπρεπε επίσης να το κάνουν αυτό). Υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι στα πρώτα 100-200 εκατομμύρια χρόνια του «νέου κόσμου οξυγόνου», το οξυγόνο ήταν μόνο δηλητήριο για τους ζωντανούς οργανισμούς και τίποτα περισσότερο. Στη συνέχεια όμως η κατάσταση άλλαξε. Η απάντηση του ζώντος στην πρόκληση οξυγόνου ήταν η εμφάνιση βακτηρίων, τα οποία περιλάμβαναν οξυγόνο στην αλυσίδα των αντιδράσεων που αποσυνθέτουν τη γλυκόζη, και έτσι άρχισαν να το χρησιμοποιούν για την παραγωγή ενέργειας.

Αμέσως αποδείχθηκε ότι η οξείδωση της γλυκόζης με οξυγόνο (αναπνοή) είναι πολύ πιο ενεργειακά αποτελεσματική από την οξείδωση χωρίς οξυγόνο (ζύμωση). Παρέχει πολλές φορές περισσότερη ελεύθερη ενέργεια ανά μόριο γλυκόζης από οποιαδήποτε άλλη, ανεξάρτητα από το πόσο περίπλοκη είναι η έκδοση του μεταβολισμού χωρίς οξυγόνο. Ταυτόχρονα, τα αρχικά στάδια της διάσπασης της γλυκόζης στους χρήστες της αναπνοής και της ζύμωσης παρέμειναν κοινά: η οξείδωση του οξυγόνου χρησίμευε απλώς ως υπερδομή πάνω από τον ήδη υπάρχοντα αρχαίο βιοχημικό μηχανισμό, ο οποίος από μόνος του δεν απαιτούσε οξυγόνο.

Μια ομάδα μικροβίων που έχουν κατακτήσει την επικίνδυνη αλλά αποτελεσματική παραγωγή ενέργειας χρησιμοποιώντας οξυγόνο ονομάζονται πρωτεοβακτήρια. Σύμφωνα με την πλέον γενικά αποδεκτή θεωρία, από αυτά προήλθαν τα αναπνευστικά οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων - τα μιτοχόνδρια.

Σύμφωνα με γενετικά δεδομένα, ο πλησιέστερος σύγχρονος συγγενής των μιτοχονδρίων είναι το πορφυρό σπειροειδές αλφαπρωτεοβακτήριο Rhodospirillum rubrum (Μοριακή Βιολογία και Εξέλιξη, 2004, 21, 9, 1643–1660). Το Rhodospirillum έχει αναπνοή, ζύμωση και ανοξική φωτοσύνθεση, η οποία χρησιμοποιεί υδρόθειο αντί για νερό και μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ αυτών των τριών τύπων μεταβολισμού ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες. Αναμφίβολα, ένας τέτοιος συμβιωτής -δηλαδή εν προκειμένω ένας εσωτερικός συγκάτοικος- ήταν πολύ χρήσιμος στον πρόγονο των ευκαρυωτών.

Επιπλέον, πολλοί σύγχρονοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η συμβίωση των αρχαίων αρχαίων με τα πρωτεοβακτήρια -τους προγόνους των μιτοχονδρίων- ήταν η ώθηση για τον ίδιο τον σχηματισμό του ευκαρυωτικού κυττάρου (Evgeniy Kunin. Η λογική της τύχης. M.: Tsentrpoligraf, 2014). Αυτή η υπόθεση ονομάζεται «πρώιμη μιτοχονδριακή» υπόθεση. Προτείνει ότι η διαίρεση του μελλοντικού ευκαρυωτικού κυττάρου σε κυτταρόπλασμα και πυρήνα συνέβη μόνο μετά την εισαγωγή ενός πρωτεοβακτηριακού συμβιώματος σε αυτό. Το παλαιότερο σενάριο «όψιμου μιτοχονδριακού», στο οποίο το πρωτεοβακτήριο απλώς καταβροχθίστηκε από ένα έτοιμο ευκαρυωτικό κύτταρο (το οποίο προέκυψε αυθόρμητα από ένα αρχαϊκό κύτταρο), τώρα φαίνεται πολύ λιγότερο πιθανό. Στην πραγματικότητα, και τα δύο κύτταρα - αρχαϊκά και πρωτεοβακτηριακά - «ανασυναρμολογήθηκαν» σοβαρά κατά τη διαδικασία της ενοποίησης, δημιουργώντας ένα είδος χίμαιρας με νέες ιδιότητες. Αυτή η χίμαιρα έγινε ευκαρυωτικό κύτταρο. τα μοριακά συστατικά αρχαϊκής και πρωτεοβακτηριακής προέλευσης αναμίχθηκαν έντονα σε αυτό, μοιράζοντας τις λειτουργίες μεταξύ τους (“Palaeontological Journal”, 2005, 4, 3–18). Χωρίς πρωτεοβακτήρια, οι ευκαρυώτες δεν θα είχαν προκύψει. Αυτό σημαίνει ότι η εμφάνισή τους ήταν άμεση συνέπεια της επανάστασης του οξυγόνου.

Υπό το πρίσμα των παραπάνω, τα λόγια δύο σύγχρονων διακεκριμένων επιστημόνων, ενός παλαιοντολόγου και ενός γεωλόγου, σχεδόν δεν φαίνονται υπερβολές: «Όλοι συμφωνούν ότι η εξέλιξη των γαλαζοπράσινων φυκών ήταν το πιο σημαντικό βιολογικό γεγονός στον πλανήτη μας (ακόμη και πιο σημαντική από την ανάπτυξη των ευκαρυωτικών κυττάρων και την εμφάνιση πολυκύτταρων οργανισμών).» (Peter Ward, Joe Kirschvink. A new history of the origin of life on Earth. St. Petersburg: Publishing House «Peter», 2016). Πράγματι, ο κόσμος των ζώων και των φυτών που γνωρίζουμε σήμερα δεν θα υπήρχε αν δεν υπήρχαν τα κυανοβακτήρια και η κρίση που προκάλεσαν.

Εποχές της ζωής

Ολόκληρη η ιστορία της Γης χωρίζεται σε τέσσερις τεράστιες περιόδους που ονομάζονται αιώνες (αυτό είναι υψηλότερο από μια εποχή). Τα ονόματα των αιώνων είναι τα εξής: Καταρχέας, ή Αδαίος (πριν από 4,6–4,0 δισεκατομμύρια χρόνια), Αρχαιός (πριν από 4,0–2,5 δισεκατομμύρια χρόνια), Πρωτοζωικός (πριν από 2,5–0,54 δισεκατομμύρια χρόνια) και Φανεροζωικός (ξεκίνησε πριν από 0,54 δισεκατομμύρια χρόνια και συνεχίζεται τώρα). Αυτό το τμήμα θα μας βοηθά συνεχώς, είναι πραγματικά βολικό. Ας κάνουμε μια επιφύλαξη ότι σχεδόν σε όλες αυτές τις περιπτώσεις αξίζει να θυμόμαστε όχι τα χρονικά όρια, αλλά την αλληλουχία των εποχών και των γεγονότων που σχετίζονται με αυτά: αυτό είναι πολύ πιο σημαντικό. Εξαίρεση μπορεί να γίνει μόνο για δύο ή τρεις θεμελιώδεις ημερομηνίες, όπως η ηλικία της Γης.

Το Καταρχείο είναι η λεγόμενη προγεωλογική εποχή, από την οποία δεν παρέμειναν «κανονικοί» βράχοι διατεταγμένοι σε στρώματα. Οι κλασικές γεωλογικές και παλαιοντολογικές μέθοδοι, που βασίζονται ακριβώς στη σύγκριση διαδοχικών στρωμάτων, δεν λειτουργούν εκεί. Τα αντικείμενα που απομένουν από το καταρχαίο είναι ως επί το πλείστον μικροί κόκκοι ζιργκόν, οι ίδιοι στους οποίους βρέθηκε πρόσφατα υποτιθέμενος βιογενής άνθρακας. Πολύ λίγα είναι γνωστά για την καταρχαϊκή ζωή (αν υπήρχε).

Στην αρχαία, η Γη ανήκει σε προκαρυώτες - βακτήρια και αρχαία (απλώς μην μπερδεύεστε, η σύμπτωση των ριζών στο όνομα της γεωλογικής εποχής «αρχαία» και της ομάδας μικροβίων «αρχαία» είναι στην πραγματικότητα τυχαία). Το όριο Αρχαίου-Πρωτεροζωικού εμφανίζεται περίπου τη στιγμή ενός από τα ισχυρά «χτυπήματα οξυγόνου» που προηγήθηκαν της επανάστασης του οξυγόνου. Η ίδια η επανάσταση του οξυγόνου συνέβη στην αρχή του Πρωτοζωικού.

Το πρωτοζωικό είναι η εποχή του οξυγόνου και των ευκαρυωτών. Υπάρχει ένα ενδιαφέρον παράδοξο που σχετίζεται με τη χρονολόγηση της προέλευσης των ευκαρυωτών. Το γεγονός είναι ότι περισσότερο ή λιγότερο αξιόπιστα αναγνωρίσιμοι πολυκύτταροι ευκαρυώτες εμφανίζονται στο αρχείο απολιθωμάτων αισθητά νωρίτερα από τους εξίσου αξιόπιστα αναγνωρίσιμους μονοκύτταρους ευκαρυώτες. νηματοειδή άλγη Grypania spiralis, που γενικά θεωρείται ευκαρυώτης, εμφανίστηκε πριν από 2,1 δισεκατομμύρια χρόνια ( Australasian Journal of Palaeontology, 2016, doi: 10.1080/03115518.2016.1127725). Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να ειπωθεί ότι το κύριο επιχείρημα για την ευκαρυωτική φύση της γρίπης είναι το μεγάλο μέγεθός της - όλα τα άλλα σημάδια δεν δίνουν εμπιστοσύνη ότι αυτό δεν είναι ένα γιγάντιο κυανοβακτήριο ( Παλαιοντολογία, 2015, 58, 1, 5–17). Γεγονός όμως είναι ότι αυτό το εύρημα δεν είναι το μοναδικό. Ο αρχαιότερος γνωστός ευκαρυώτης θεωρείται πλέον ένας οργανισμός που μοιάζει με μύκητα. Diskagma buttoniiηλικίας 2,2 δισεκατομμυρίων ετών ( Προκαμπριανή Έρευνα, 2013, 235, 71–87). Και υπάρχουν επίσης μυστηριώδη μεγάλα πλάσματα σε σχήμα σπειροειδούς σχήματος - πιθανότατα φύκια, η ηλικία των υπολειμμάτων των οποίων δεν είναι μικρότερη από 2,1 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως αυτή της flupania ( Φύση, 2010, 466, 7302, 100–104). Αλλά οι πρώτοι μονοκύτταροι οργανισμοί, που ορίζονται ξεκάθαρα ως ευκαρυώτες, είναι μόλις 1,6 δισεκατομμυρίων ετών ( , 2006, 361, 1470, 1023-1038). Αυτό, φυσικά, δεν σημαίνει ότι οι πολυκύτταροι ευκαρυώτες εμφανίστηκαν στην πραγματικότητα νωρίτερα από τους μονοκύτταρους ευκαρυώτες - μια τέτοια υπόθεση έρχεται σε αντίθεση με όλα τα διαθέσιμα μοριακά δεδομένα. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί απλώς διατηρούνται λιγότερο και έχουν λιγότερα σημάδια με τα οποία μπορεί να αναγνωριστεί ο οργανισμός.

Παρόλα αυτά, πολύ σημαντικά συμπεράσματα προκύπτουν από μια τέτοια χρονολόγηση. Ας θυμηθούμε ότι η ημερομηνία της επανάστασης του οξυγόνου είναι πριν από 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Επομένως, γνωρίζουμε ότι μόλις 200 εκατομμύρια χρόνια μετά, δεν εμφανίζονται μόνο ευκαρυώτες, αλλά πολυκύτταροι ευκαρυώτες στο αρχείο απολιθωμάτων. Αυτό σημαίνει ότι τα πρώτα στάδια της ευκαρυωτικής εξέλιξης ολοκληρώθηκαν πολύ γρήγορα σύμφωνα με τα πρότυπα της παγκόσμιας ιστορίας. Φυσικά, χρειάστηκε χρόνος για ένα ευκαρυωτικό κύτταρο να σχηματίσει συμβίωση με τους προγόνους των μιτοχονδρίων, να δημιουργήσει έναν πυρήνα και να περιπλέξει τον κυτταροσκελετό - το ενδοκυτταρικό σύστημα των υποστηρικτικών δομών. Όταν όμως αυτές οι διεργασίες τελείωσαν, οι πρώτοι πολυκύτταροι οργανισμοί δημιουργήθηκαν σχεδόν αμέσως. Αυτό δεν απαιτούσε πρόσθετες συσκευές σε επίπεδο κυψέλης. Οποιοδήποτε ευκαρυωτικό κύτταρο έχει ήδη ένα πλήρες σύνολο μοριακών στοιχείων που είναι απαραίτητα για την κατασκευή ενός πολυκύτταρου σώματος (τουλάχιστον ένα σχετικά απλό) από τέτοια κύτταρα. Φυσικά, όλα αυτά τα στοιχεία δεν είναι λιγότερο χρήσιμα για τη ζωή ενός μόνο κυττάρου, διαφορετικά απλά δεν θα είχαν προκύψει. Ο κοινός πρόγονος των ευκαρυωτών ήταν αναμφίβολα μονοκύτταρος και πολλοί από τους απογόνους του δεν επωφελήθηκαν ποτέ από την πολυκυτταρικότητα. Γνωρίζουμε παραδείγματα σύγχρονων μονοκύτταρων ευκαρυωτών - αμοιβάδες, ευγλένα, βλεφαρίδες - χάρη στα σχολικά εγχειρίδια, αλλά στην πραγματικότητα υπάρχουν πολύ περισσότερα από αυτά.

Η επανάσταση του οξυγόνου είχε μια άλλη σημαντική συνέπεια, επηρεάζοντας τη σύνθεση της ατμόσφαιρας. Η ατμόσφαιρα των Αρχαίων είχε πολύ άζωτο (όπως συμβαίνει τώρα), καθώς και διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο (πολύ περισσότερο από τώρα). Το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο απορροφούν πολύ καλά την υπέρυθρη ακτινοβολία και έτσι διατηρούν τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα της Γης, εμποδίζοντάς τη να διαφύγει στο διάστημα. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο του θερμοκηπίου. Επιπλέον, πιστεύεται ότι το φαινόμενο του θερμοκηπίου από το μεθάνιο είναι τουλάχιστον 20-30 φορές ισχυρότερο από το διοξείδιο του άνθρακα. Και στους αρχαίους χρόνους, υπήρχε περίπου 1000 φορές περισσότερο μεθάνιο στην ατμόσφαιρα της Γης από ό,τι τώρα, και αυτό παρείχε ένα αρκετά ζεστό κλίμα.

Εδώ παρεμβαίνει και η αστρονομία. Σύμφωνα με τη γενικά αποδεκτή θεωρία της αστρικής εξέλιξης, η φωτεινότητα του Ήλιου αυξάνεται αργά αλλά συνεχώς. Στην Αρχαία ήταν μόνο το 70-80% αυτού που είναι σήμερα - είναι ξεκάθαρο γιατί το φαινόμενο του θερμοκηπίου ήταν σημαντικό για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του πλανήτη. Αλλά μετά την επανάσταση του οξυγόνου, η ατμόσφαιρα έγινε οξειδωτική και σχεδόν όλο το μεθάνιο (CH 4) μετατράπηκε σε διοξείδιο του άνθρακα (CO 2), το οποίο είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματικό ως αέριο θερμοκηπίου. Αυτό προκάλεσε τον καταστροφικό παγετώνα Huronian, ο οποίος διήρκεσε περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια και σε ορισμένα σημεία κάλυψε ολόκληρη τη Γη: ίχνη παγετώνων βρέθηκαν σε χερσαίες περιοχές που ήταν τότε μόνο μερικές μοίρες γεωγραφικού πλάτους από τον ισημερινό ( , 2005, 102, 32, 11131–11136). Η κορυφή του παγετώνα Huronian συνέβη πριν από 2,3 δισεκατομμύρια χρόνια. Ευτυχώς, οι παγετώνες δεν μπόρεσαν να σταματήσουν την τεκτονική δραστηριότητα του μανδύα της γης. Τα ηφαίστεια συνέχισαν να απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και με την πάροδο του χρόνου συσσωρεύτηκε αρκετό για να αποκαταστήσει το φαινόμενο του θερμοκηπίου και να λιώσει τον πάγο.

Ωστόσο, οι κύριες κλιματικές δοκιμές ήταν ακόμη μπροστά.

Το τέλος του «βαρετού δισεκατομμυρίου»

Τα ταραχώδη γεγονότα της αρχής του Πρωτοζωικού ακολούθησαν τα λεγόμενα «βαρετά δισεκατομμύρια χρόνια» ( Βαρετό δισεκατομμύριο). Εκείνη την εποχή, δεν υπήρξαν παγετώνες, απότομες αλλαγές στη σύνθεση της ατμόσφαιρας, ανατροπές στη βιόσφαιρα. Τα ευκαρυωτικά φύκια ζούσαν στους ωκεανούς, απελευθερώνοντας σταδιακά οξυγόνο. Ο κόσμος τους ήταν ποικίλος και περίπλοκος με τον δικό του τρόπο. Για παράδειγμα, τα πολυκύτταρα κόκκινα και κιτρινοπράσινα φύκια είναι γνωστά από την εποχή του «βαρετού δισεκατομμυρίου», εκπληκτικά παρόμοια με τους σύγχρονους συγγενείς τους ( Φιλοσοφικές Συναλλαγές της Βασιλικής Εταιρείας Β, 2006, 361, 1470, 1023-1038). Τα μανιτάρια εμφανίζονται επίσης αυτή τη στιγμή ( Παλαιοβιολογία, 2005, 31, 1, 165-182). Αλλά τα πολυκύτταρα ζώα απουσιάζουν στην απεραντοσύνη των «βαρετών δισεκατομμυρίων ετών». Ας είμαστε προσεκτικοί: αυτή τη στιγμή, κανείς δεν μπορεί να πει με απόλυτη σιγουριά ότι τότε δεν υπήρχαν πολυκύτταρα ζώα, αλλά όλα τα δεδομένα σχετικά με αυτό το θέμα είναι, στην καλύτερη περίπτωση, πολύ αμφιλεγόμενα ( Προκαμπριανή Έρευνα, 2013, 235, 71–87).

Τι συμβαίνει? Αυτό υποδηλώνει ότι η πολυκυτταρικότητα ως τέτοια είναι πολύ πιο συμβατή με τον τρόπο ζωής ενός φυτού παρά ενός ζώου. Οποιοδήποτε φυτικό κύτταρο περικλείεται σε ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι αυτό διευκολύνει πολύ τη ρύθμιση της σχετικής διάταξης των κυττάρων σε ένα πολύπλοκο σώμα. Αντίθετα, τα ζωικά κύτταρα στερούνται κυτταρικού τοιχώματος, το σχήμα τους είναι ασταθές, ακόμη και συνεχώς αλλάζει κατά τη διάρκεια των πράξεων φαγοκυττάρωσης, δηλαδή της απορρόφησης των σωματιδίων της τροφής. Η συναρμολόγηση ενός ολόκληρου οργανισμού από τέτοια κύτταρα είναι ένα δύσκολο έργο. Εάν δεν είχαν εμφανιστεί καθόλου πολυκύτταρα ζώα και εκπρόσωποι φυτών ή μυκήτων είχαν γίνει βιολόγοι, πιθανότατα, μετά τη μελέτη αυτού του προβλήματος, θα είχαν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο συνδυασμός της πολυκυτταρικότητας με την απουσία κυτταρικού τοιχώματος είναι απλώς αδύνατος. Σε κάθε περίπτωση, αυτό εξηγεί γιατί η πολυκυτταρικότητα προέκυψε πολλές φορές σε διαφορετικές ομάδες φυκιών, αλλά μόνο μία φορά σε ζώα.

Υπάρχει μια άλλη ιδέα. Το 1959, ο Καναδός ζωολόγος John Ralph Nersell συνέδεσε την ξαφνική (όπως πιστευόταν τότε) εμφάνιση ζώων στο αρχείο απολιθωμάτων με τις αυξανόμενες συγκεντρώσεις οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Φύση, 1959, 183, 4669, 1170–1172). Τα ζώα, κατά κανόνα, έχουν ενεργή κινητικότητα, η οποία απαιτεί τόση πολλή ενέργεια που δεν μπορούν να κάνουν χωρίς αναπνοή οξυγόνου. Και χρειάζεσαι πολύ οξυγόνο. Και στην εποχή του «βαρετού δισεκατομμυρίου», η περιεκτικότητα σε Ο2 στην ατμόσφαιρα σχεδόν σίγουρα δεν έφτανε το 10% των σύγχρονων επιπέδων, το ελάχιστο που συχνά θεωρείται απαραίτητο για την υποστήριξη της ζωής των ζώων. Είναι αλήθεια ότι αυτός ο ύποπτα στρογγυλός αριθμός είναι πιθανότατα υπερεκτιμημένος ( Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, 2014, 111, 11, 4168–4172). Τέτοιες επιφυλάξεις, ωστόσο, δεν μας εμποδίζουν να αναγνωρίσουμε ότι η παλιά ιδέα του Nersell τουλάχιστον δεν έρχεται σε αντίθεση με τα σύγχρονα δεδομένα: η υποτιθέμενη αρχή της εξέλιξης των πολυκύτταρων ζώων είναι πολύ περίπου, αλλά συμπίπτει χρονικά με μια νέα αύξηση στη συγκέντρωση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου. στο τέλος του Πρωτοζωικού ( Ετήσια Επιθεώρηση Οικολογίας, Εξέλιξης και Συστηματικής, 2015, 46, 215–235). Αυτό απλά δεν θα μπορούσε παρά να γίνει ένας παράγοντας που διευκόλυνε την εμφάνιση των ζώων: τελικά, όσο περισσότερο οξυγόνο, τόσο το καλύτερο. Απλώς μην θεωρείτε τον παράγοντα οξυγόνο αυστηρά τον μοναδικό. Ας θυμηθούμε ότι ακόμη και σε περιόδους που υπήρχε όσο το δυνατόν περισσότερο οξυγόνο, δεν σημειώθηκαν επαναλαμβανόμενες προσπάθειες δημιουργίας πολυκυτταρικότητας ζωικού τύπου. Αυτό το πείραμα ήταν επιτυχημένο για τη φύση μόνο μία φορά.

Η ζεστή εποχή των «βαρετών δισεκατομμυρίων χρόνων» θα μπορούσε να διαρκέσει για πολύ, αν η γεωγραφία δεν είχε παρέμβει στη βιολογία. Τα δραματικά γεγονότα, ο ήρωας των οποίων ήταν ο ίδιος ο πλανήτης, τράβηξαν την προσοχή των επιστημόνων για μισό αιώνα, αλλά μόλις πριν από 15 χρόνια περίπου οι πληροφορίες γι 'αυτά μπόρεσαν να συγκεντρωθούν σε μια περισσότερο ή λιγότερο συνεκτική εικόνα. Ας ρίξουμε μια γρήγορη ματιά σε αυτή την εικόνα, ξεκινώντας, όπως ήταν αναμενόμενο, από την αρχή.

Το 1964, ο Άγγλος γεωλόγος Brian Harland δημοσίευσε ένα άρθρο στο οποίο δήλωσε ότι απολύτως σε όλες τις ηπείρους υπάρχουν ίχνη αρχαίων παγετώνων που χρονολογούνται από την ίδια εποχή - τον Ύστερο Προτεροζωικό. Μόλις στις αρχές της δεκαετίας του '60, οι γεωλόγοι έμαθαν να προσδιορίζουν την προηγούμενη θέση των ηπείρων χρησιμοποιώντας δεδομένα για τη μαγνήτιση των πετρωμάτων. Ο Χάρλαντ συνέλεξε αυτά τα δεδομένα και είδε ότι μπορούν να εξηγηθούν μόνο με έναν τρόπο: υποθέτοντας ότι ο Ύστερος Προτεροζωικός παγετώνας κάλυψε αμέσως όλα τα γεωγραφικά πλάτη της Γης, δηλαδή ήταν πλανητικός. Οποιεσδήποτε άλλες υποθέσεις έμοιαζαν ακόμη λιγότερο εύλογες (για παράδειγμα, θα ήταν απαραίτητο να υποθέσουμε μια απίστευτα γρήγορη κίνηση των πόλων έτσι ώστε όλες οι εκτάσεις να καλύπτονται με τη σειρά τους από το πολικό καπάκι). Όπως είπε ο Σέρλοκ Χολμς κατά την αναζήτησή του για τον Τζόναθαν Σμολ, «πέταξε όλα τα αδύνατα, αυτό που μένει είναι η απάντηση, όσο απίστευτο κι αν φαίνεται». Αυτό ακριβώς έκανε ο Χάρλαντ. Το λεπτομερές άρθρο που γράφτηκε από τον ίδιο και τον συν-συγγραφέα του δεν προσποιείται ότι προκαλεί αίσθηση - απλώς δηλώνει με ειλικρίνεια τα γεγονότα και τα συμπεράσματα ( Scientific American, 1964, 211, 2, 28-36). Και όμως η υπόθεση του πλανητικού παγετώνα ήταν πολύ τολμηρή για τους περισσότερους επιστήμονες.

Κυριολεκτικά τα ίδια χρόνια, ο διάσημος γεωφυσικός, ο Leningrader Mikhail Ivanovich Budyko, ακολούθησε τη θεωρία των παγετώνων. Επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι ο παγετώνας μπορεί να αναπτυχθεί από μόνος του. Το κάλυμμα πάγου έχει υψηλή ανακλαστικότητα (albedo), επομένως όσο μεγαλύτερη είναι η συνολική έκταση των παγετώνων, τόσο μεγαλύτερο είναι το μερίδιο της ηλιακής ακτινοβολίας που αντανακλάται πίσω στο διάστημα, παίρνοντας τη θερμότητα μαζί του. Και όσο λιγότερη θερμότητα δέχεται η Γη, τόσο πιο κρύα γίνεται και η περιοχή της κάλυψης του πάγου αυξάνεται ως αποτέλεσμα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο το άλμπεντο. Αποδεικνύεται ότι ο παγετώνας είναι μια διαδικασία με θετική ανατροφοδότηση, δηλαδή ικανή να ενισχύεται. Και σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να υπάρχει κάποιο κρίσιμο επίπεδο παγετώνων, μετά το οποίο θα αυξηθεί έως ότου τα κύματα πάγου από τον Βόρειο και Νότιο Πόλο καταρρεύσουν στον ισημερινό, περικλείοντας εντελώς τον πλανήτη σε ένα κάλυμμα πάγου και μειώνοντας τη θερμοκρασία του κατά αρκετές δεκάδες βαθμούς. Ο Budyko έδειξε μαθηματικά ότι μια τέτοια εξέλιξη γεγονότων είναι δυνατή ( Πες μας, 1969, 21, 5, 611-619). Αλλά δεν είχε ιδέα ότι συνέβη αρκετές φορές στην ιστορία της Γης! Γιατί εκείνη την εποχή ο Budyko και ο Harland δεν είχαν διαβάσει ακόμη ο ένας τον άλλον.

Χιονόμπαλα Γη

Τώρα ο παγετώνας που ανακάλυψε ο Χάρλαντ αποκαλείται συνήθως η εποχή της «Χιονόμπαλας Γης» ( Χιονόμπαλα Γη). Προφανώς, ήταν πραγματικά πλανητικό. Και ο κύριος λόγος του θεωρείται ότι είναι η απότομη εξασθένηση του φαινομένου του θερμοκηπίου λόγω της πτώσης της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα (το οποίο έγινε το κύριο αέριο του θερμοκηπίου αφού το οξυγόνο «έφαγε» σχεδόν όλο το μεθάνιο). Η φωτοσύνθεση και η αναπνοή πιθανότατα δεν έχουν καμία σχέση με αυτό. Αν ο βίος της Γης οργάνωσε για τον εαυτό του την επανάσταση του οξυγόνου, τώρα αποδείχθηκε ότι είναι θύμα ενός εξωτερικού παράγοντα, εντελώς μη βιολογικού χαρακτήρα.

Το γεγονός είναι ότι η κυκλοφορία του διοξειδίου του άνθρακα εξαρτάται πολύ λιγότερο από τα ζωντανά όντα παρά από την κυκλοφορία του οξυγόνου. Η κύρια πηγή ατμοσφαιρικού CO 2 στη Γη εξακολουθούν να είναι οι ηφαιστειακές εκρήξεις και η κύρια καταβόθρα είναι μια διαδικασία που ονομάζεται χημική διάβρωση. Το διοξείδιο του άνθρακα αλληλεπιδρά με τα πετρώματα, καταστρέφοντάς τα, και το ίδιο μετατρέπεται σε ανθρακικά (ιόντα HCO 3 − ή CO 3 2 − ιόντα). Τα τελευταία διαλύονται καλά στο νερό, αλλά δεν αποτελούν πλέον μέρος της ατμόσφαιρας. Και αποδεικνύεται μια εξαιρετικά απλή εξάρτηση. Εάν η ένταση της ηφαιστειακής δραστηριότητας υπερβαίνει την ένταση της χημικής διάβρωσης, η συγκέντρωση του CO 2 στην ατμόσφαιρα αυξάνεται. Αν είναι το αντίστροφο, πέφτει.

Στο τέλος του βαρετού δισεκατομμυρίου, πριν από 800 εκατομμύρια χρόνια, σχεδόν όλη η γήινη μάζα ήταν μέρος μιας ενιαίας υπερηπείρου που ονομάζεται Rodinia. Σύμφωνα με έναν διάσημο γεωλόγο, οι γιγάντιες υπερήπειροι, όπως και οι μεγάλες αυτοκρατορίες στην κοινωνική ιστορία της Γης, αποδεικνύονταν πάντα ασταθείς (V. E. Khain, M. G. Lomize. Geotectonics with the fundamentals of geodynamics. M: Moscow State University Publishing House, 1995 ). Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η Ροδίνια άρχισε να χωρίζεται. Κατά μήκος των άκρων των ρηγμάτων, εξερράγη βασάλτης στερεοποιημένος, ο οποίος έγινε αμέσως αντικείμενο χημικής διάβρωσης. Τότε δεν υπήρχε χώμα και τα προϊόντα της καιρικής φύσης μεταφέρονταν εύκολα στον ωκεανό. Η Ροντίνια τελικά διαλύθηκε σε επτά ή οκτώ μικρές ηπείρους - περίπου στο μέγεθος της Αυστραλίας - που άρχισαν να απομακρύνονται η μία από την άλλη. Η κατανάλωση CO 2 για τη διάβρωση του βασάλτη οδήγησε σε πτώση του επιπέδου του στην ατμόσφαιρα.

Ο ηφαιστειασμός, που αναπόφευκτα συνόδευε την κατάρρευση της υπερηπείρου, θα μπορούσε να αντισταθμίσει αυτό, αν όχι για μια τυχαία περίσταση. Λόγω κάποιων ιδιορρυθμιών ηπειρωτικής μετατόπισης, τόσο η Ροδίνια όσο και τα θραύσματά της εντοπίστηκαν κοντά στον ισημερινό, σε μια θερμή ζώνη, όπου οι χημικές καιρικές συνθήκες προχώρησαν ιδιαίτερα γρήγορα. Τα μαθηματικά μοντέλα δείχνουν ότι για αυτόν τον λόγο η συγκέντρωση του CO 2 έχει πέσει κάτω από το όριο πέρα ​​από το οποίο αρχίζει ο παγετώνας ( Φύση, 2004, 428, 6980, 303-306). Και όταν ξεκίνησε, ήταν πολύ αργά για να επιβραδύνει τις καιρικές συνθήκες.

Πρέπει να παραδεχτούμε ότι η θέση των ηπείρων στον Ύστερο Προτεροζωικό αποδείχθηκε όσο το δυνατόν ατυχής (από την άποψη των κατοίκων του πλανήτη). Η ηπειρωτική μετατόπιση ελέγχεται από ροές ύλης στον μανδύα της γης, η δυναμική των οποίων είναι ουσιαστικά άγνωστη. Αλλά ξέρουμε ότι σε αυτή την περίπτωση αυτές οι ροές συγκέντρωσαν ολόκληρη τη γη σε μια ενιαία ήπειρο, που βρίσκεται ακριβώς στον ισημερινό και επιμήκη σε γεωγραφικό πλάτος. Εάν είχε καταλήξει σε έναν από τους πόλους ή είχε τεντωθεί από βορρά προς νότο, η έναρξη των παγετώνων θα είχε καλύψει ορισμένους από τους βράχους από τις καιρικές συνθήκες και έτσι θα είχε σταματήσει τη διαφυγή του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα - τότε η διαδικασία θα μπορούσε να είχε επιβραδυνθεί κάτω. Αυτή ακριβώς είναι η κατάσταση που βλέπουμε τώρα, όταν υπάρχουν στρώματα πάγου στην Ανταρκτική και τη Γροιλανδία ( Scientific American, 1999, 9, 38). Και στο τέλος του Πρωτοζωικού, σχεδόν όλες οι μεγάλες εκτάσεις γης ήταν κοντά στον ισημερινό - και ήταν εκτεθειμένες μέχρι τη στιγμή που έκλεισαν τα βόρεια και νότια στρώματα πάγου. Η γη έγινε μια μπάλα πάγου.

Στην πραγματικότητα, υπήρχαν τουλάχιστον τρία επεισόδια του Snowball Earth. Το πρώτο από αυτά χρονολογείται από τον παγετώνα Huronian (ο οποίος, όπως θυμόμαστε, δεν εμφανίστηκε λόγω του διοξειδίου του άνθρακα, αλλά λόγω του μεθανίου). Τότε, για περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, δεν υπήρχαν καθόλου παγετώνες. Και μετά ακολούθησαν δύο ακόμη πλανητικούς παγετώνες που χωρίστηκαν από ένα σύντομο διάλειμμα, ο ένας από τους οποίους διήρκεσε περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια, ο άλλος περίπου 15 εκατομμύρια χρόνια. Ανακαλύφθηκαν από τον Brian Harland. Η γεωλογική περίοδος που καλύπτει αυτούς τους παγετώνες ονομάζεται Κρυογένεση (είναι μέρος του Πρωτοζωικού).

Λίγα είναι γνωστά για τη ζωντανή φύση των κρυογονικών. Το κλίμα τότε σε όλη τη Γη ήταν, με τα σημερινά πρότυπα, η Ανταρκτική. Οι περισσότεροι από τους ωκεανούς του κόσμου καλύπτονταν από ένα χιλιόμετρο στρώμα πάγου, επομένως ο ρυθμός φωτοσύνθεσης δεν μπορούσε να είναι υψηλός. Το φως, που ξαφνικά έγινε ο πιο πολύτιμος πόρος, εισήλθε στον ωκεανό μόνο κατά τόπους, μέσα από ρωγμές, τρύπες ή μικρές περιοχές λεπτού πάγου. Είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι ορισμένοι πολυκύτταροι οργανισμοί κατάφεραν να επιβιώσουν στην κρυογένεση χωρίς να αλλάξουν καθόλου - για παράδειγμα, τα κόκκινα φύκια. Ακόμη και τώρα είναι προσαρμοσμένα να χρησιμοποιούν πολύ αδύναμο φως, διεισδύοντας σε τέτοιο βάθος όπου δεν ζουν άλλα φωτοσυνθετικά πλάσματα (Yu. T. Dyakov. Εισαγωγή στην αλγολογία και τη μυκολογία. M.: Moscow State University Publishing House, 2000). Ούτε το μονοκύτταρο πλαγκτόν έχει πάει πουθενά. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο του κρυογενούς ωκεανού μειώθηκε δραματικά, έτσι η ζωή στον πυθμένα του ήταν πιθανότατα σε μεγάλο βαθμό αναερόβια, αλλά οι λεπτομέρειες αυτού εξακολουθούν να είναι κρυμμένες από εμάς.

Τα τελειώματα των επεισοδίων Snowball Land είναι επίσης δραματικά με τον δικό τους τρόπο. Κατά τη διάρκεια των πλανητικών παγετώνων, όλες οι διεργασίες που σχετίζονται με την απορρόφηση μεγάλων όγκων διοξειδίου του άνθρακα ήταν κυριολεκτικά παγωμένοι. Εν τω μεταξύ, ηφαίστεια (η λειτουργία των οποίων δεν σταμάτησε κανείς) εξέπεμπαν και εξέπεμψαν CO 2 στην ατμόσφαιρα, αυξάνοντας σταδιακά τη συγκέντρωσή του σε τεράστιες τιμές. Κάποια στιγμή, το στρώμα πάγου δεν μπορούσε πλέον να αντισταθεί στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και τότε ξεκίνησε μια διαδικασία θέρμανσης του πλανήτη σαν χιονοστιβάδα. Κυριολεκτικά σε μερικές χιλιάδες χρόνια -δηλαδή γεωλογικά σε μια στιγμή- όλος ο πάγος έλιωσε, το απελευθερωμένο νερό πλημμύρισε σημαντικό μέρος της γης με ρηχές οριακές θάλασσες και η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης, αν κρίνουμε από τους υπολογισμούς, πήδηξε στους 50 ° C ( Μηχανική και Επιστήμη, 2005, 4, 10–20). Και μόνο μετά από αυτό άρχισε η Γη να επιστρέφει σταδιακά στην «κανονική» μη παγετώδη κατάστασή της. Κατά τη διάρκεια της κρυογένεσης, ολόκληρος αυτός ο κύκλος ολοκληρώθηκε τουλάχιστον δύο φορές.

Πίσω στα μέσα του 20ου αιώνα, οι γεωλόγοι άρχισαν να βρίσκουν στοιχεία που έδειχναν ότι ο πλανήτης μας θα μπορούσε να είχε βιώσει παγκόσμιες παγετώνες στο παρελθόν. Με τα χρόνια, αυτή η θεωρία επιβεβαιώνεται όλο και περισσότερο και είναι πλέον γνωστή ως «Χιονοστιβάδα Γη». Σύμφωνα με τις κύριες διατάξεις του, μεταξύ 630 και 850 εκατομμυρίων ετών πριν η Γη ήταν για κάποιο χρονικό διάστημα σχεδόν πλήρως καλυμμένη με πάγο, ο οποίος εκείνη την εποχή έφτασε ακόμη και στον ισημερινό - αυτό αποδεικνύεται από ιζηματογενή κοιτάσματα και παλαιομαγνητικά δεδομένα. Συνολικά, οι γεωλόγοι μετρούν δύο κορυφές παγετώνων, που συνέβησαν πριν από 710 και 640 εκατομμύρια χρόνια και καθεμία από τις οποίες διήρκεσε 10 εκατομμύρια χρόνια.

Το έναυσμα για τους παγετώνες ήταν η απομάκρυνση του CO2 από την ατμόσφαιρα, η οποία οδήγησε στην ψύξη και την έναρξη της Εποχής των Παγετώνων. Όταν ο πάγος έφτασε στις τροπικές περιοχές, ξεκίνησε ένας μηχανισμός ανάδρασης: όπως είναι γνωστό, το χιόνι και ο πάγος αντανακλούν από το 55% έως το 80% του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω του, ενώ για τους ωκεανούς το ποσοστό αυτό είναι 12% και για τη γη από 10%. έως 40%. Όσο περισσότερο από την επιφάνεια της Γης καλυπτόταν με πάγο, τόσο περισσότερο φως αντανακλούσε στο διάστημα, γεγονός που αύξανε αντίστοιχα τον ρυθμό παγετώνων.

Όπως πολλές άλλες έννοιες μεγάλης κλίμακας αυτού του είδους, το Snowball Earth έχει τους επικριτές του. Επιπλέον, η ίδια η θεωρία υπάρχει σε δύο εκδοχές: ισχυρή και αδύναμη. Ο Strong υποδηλώνει ότι ο πάγος κάλυψε πλήρως ολόκληρη τη Γη, συμπεριλαμβανομένης της επιφάνειας των ωκεανών, σχηματίζοντας ένα στρώμα πάχους σχεδόν ενός χιλιομέτρου. Η αδύναμη εκδοχή προέρχεται από το γεγονός ότι τουλάχιστον στην περιοχή του ισημερινού θα έπρεπε να υπήρχαν περιοχές νερού χωρίς πάγο - διαφορετικά πώς θα μπορούσε η ζωή στον πλανήτη μας να επιβιώσει από αυτό το γεγονός; Ειδικά λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι δεν υπάρχουν στοιχεία που να δείχνουν ότι υπήρξε κάποια μαζική εξαφάνιση ειδών κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Επιπλέον, τίθεται το ερώτημα πώς κατάφερε στη συνέχεια η Γη να βγει από μια τόσο ακραία εποχή παγετώνων με παγκόσμιο πάγωμα. Μια επιλογή ήταν η σταδιακή συσσώρευση αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα λόγω ηφαιστειακής δραστηριότητας. Όταν η ποσότητα του CO2 στην ατμόσφαιρα έφτασε στο 13%, αυτό οδήγησε στο τέλος του παγετώνα. Ωστόσο, το γεωλογικό αρχείο δεν παρέχει στοιχεία ότι υπήρχε τόσο πολύ CO2 στην ατμόσφαιρα της Γης εκείνη την εποχή.

Και έτσι, μια ομάδα επιστημόνων από την εποχή του κλίματος του Πανεπιστημίου Κολούμπια «Snowball Earth». Ως βάση ελήφθησαν τα σύγχρονα κλιματικά μοντέλα, τα οποία στη συνέχεια προσαρμόστηκαν στις πραγματικότητες εκείνης της περιόδου, συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι ο Ήλιος τότε έλαμπε 6% πιο αδύναμος από τώρα, και όλη η γη την εποχή που άρχισε η ψύξη ήταν μέρος της υπερηπείρου Rodinia . Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης, ακόμη και αν η μέση θερμοκρασία της Γης ήταν 12 βαθμοί κάτω από το μηδέν, περίπου η μισή επιφάνεια του νερού θα παρέμενε απαλλαγμένη από πάγο - ρεύματα όπως το Ρεύμα του Κόλπου θα εμπόδιζαν τους ωκεανούς από το εντελώς πάγωμα. Αν λοιπόν αυτό το μοντέλο είναι σωστό, αντί για το "Earth is a snowball" είχαμε το "Earth is a slushy snowball."

Επί του παρόντος, η ομάδα συνεχίζει να βελτιώνει το μοντέλο της, προσπαθώντας να αξιολογήσει την πιθανή επίδραση άλλων παραγόντων στο κλίμα της εποχής "Snowball Earth" - για παράδειγμα, το γεγονός ότι η διάρκεια της ημέρας εκείνη τη στιγμή ήταν 21,9 ώρες. Εάν τα συμπεράσματα που προκύπτουν είναι σωστά, τότε μπορούν να είναι χρήσιμα όχι μόνο στους γεωλόγους αλλά και στους αστροβιολόγους, αφού μπορούν να αυξήσουν τα όρια της κατοικήσιμης ζώνης. Η κατοικήσιμη ζώνη είναι η περιοχή του διαστήματος γύρω από ένα αστέρι όπου μπορεί να υπάρχει υγρό νερό στην επιφάνεια των πλανητών. Συνήθως υπολογίζεται μόνο με βάση την απόσταση του πλανήτη από το αστέρι. Ωστόσο, όπως δείχνει το μοντέλο «Earth is a slushy snowball», η διαδικασία παγώματος του πλανήτη είναι πολύ περίπλοκη και εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ακόμα κι αν η μέση θερμοκρασία του πλανήτη είναι πολύ κάτω από το μηδέν, ανοιχτά σώματα νερού θα μπορούσαν να εξακολουθήσουν να υπάρχουν σε αυτόν - τουλάχιστον θεωρητικά.

7.10.11 Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι δύο ή τρεις φορές στην ιστορία του πλανήτη μας ήρθε μια περίοδος, που ονομαζόταν συμβατικά «Γη της χιονοστιβάδας», όταν ο πάγος κάλυψε σχεδόν πλήρως την επιφάνεια της Γης. Η τελευταία φορά που συνέβη αυτό ήταν περίπου 635 εκατομμύρια χρόνια πριν. Στη συνέχεια, για διάφορους λόγους, εμφανίστηκε το φαινόμενο του θερμοκηπίου και ο πλανήτης ξεπαγώθηκε.

Ωστόσο, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων έχει αμφισβητήσει την απότομη αύξηση των συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια αυτών των χρόνων. Σύμφωνα με νέα δεδομένα, το φαινόμενο του θερμοκηπίου δεν ήταν αρκετά ισχυρό για να λιώσει τον παχύ πάγο. Επομένως, η Γη δεν μετατράπηκε σε μια μεγάλη χιονόμπαλα.

Η κύρια απόδειξη υπέρ της υπόθεσης είναι παγετώνες που βρίσκονταν στην περιοχή του ισημερινού πριν από 635 εκατομμύρια χρόνια. Πάνω από αυτά υπάρχει ένα στρώμα από «ανθρακικά καπάκια», τα οποία πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν όταν οι παγετώνες έλιωσαν ή λίγο αργότερα, όταν δηλαδή υπήρχε περίσσεια διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Η περίοδος της χιονοστιβάδας της Γης πιστεύεται ότι τελείωσε όταν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξήθηκαν. Η αιτία μπορεί να είναι η ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι παράγοντες που συνήθως απομακρύνουν το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα μπλοκαρίστηκαν από τον πάγο. Επιπλέον, το κρύο δεν επέτρεψε στους ξεπερασμένους βράχους να απορροφήσουν διοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσουν διττανθρακικά. Όλα αυτά οδήγησαν στη συσσώρευση αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα.

Οι ερευνητές αποφάσισαν να ανακαλύψουν πόσο διοξείδιο του άνθρακα υπήρχε στην ατμόσφαιρα εκείνη την εποχή. Για να γίνει αυτό, ανέλυσαν τη χημική σύσταση των βραζιλιάνικων πετρωμάτων εκείνης της εποχής και τις απολιθωμένες οργανικές ουσίες μέσα σε αυτά. Οι ειδικοί ενδιαφέρθηκαν για την αναλογία των ισοτόπων.

Τόσο τα πετρώματα όσο και η οργανική ύλη (κυρίως φύκια) εξάγουν άνθρακα από το διοξείδιο του άνθρακα που είναι διαλυμένο στον ωκεανό. Η μείωση της συγκέντρωσης αερίου οδηγεί στο γεγονός ότι τα φύκια αρχίζουν να προσκολλώνται στο βαρύτερο ισότοπο. Από την άλλη πλευρά, η αναλογία των ισοτόπων άνθρακα στα ανθρακικά πετρώματα δεν αλλάζει ανεξάρτητα από τη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα.

Οι συγκρίσεις πετρωμάτων και οργανικής ύλης έδειξαν ότι η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ήταν πολύ χαμηλότερη από προηγούμενες εκτιμήσεις. Είπαν 90 χιλιάδες μέρη ανά εκατομμύριο, αλλά η νέα ανάλυση λέει ότι ήταν λιγότερο από 3.200 μέρη ανά εκατομμύριο. Είναι πιθανό η συγκέντρωση να ήταν κοντά στη σημερινή (περίπου 400 ppm).

Κοκκινοκαφέ, πλούσιες σε σίδηρο παγετώνες στα Όρη Ogilvie (Εδάφιο Yukon, Καναδάς). Σχηματίστηκαν πριν από 716,2 εκατομμύρια χρόνια, όταν ο πλανήτης μπορεί να ήταν σχεδόν πλήρως καλυμμένος με πάγο. (Φωτογραφία Francis Macdonald.)

«Και επειδή δεν υπήρχε υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, σημαίνει ότι δεν θα μπορούσε να υπήρχε Χιονόμπαλα Γη, διαφορετικά η Γη θα είχε παγώσει μέχρι σήμερα», συνοψίζει ο συγγραφέας της μελέτης Magali Ader από το Γεωφυσικό Ινστιτούτο στο Παρίσι. (Γαλλία).

Προειδοποιεί, ωστόσο, ότι εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές αβεβαιότητες. Είναι πιθανό, για παράδειγμα, ότι οι βράχοι χρονολογήθηκαν λανθασμένα. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα το φαινόμενο του θερμοκηπίου να προκλήθηκε όχι από διοξείδιο του άνθρακα, αλλά από μεθάνιο...

Βρετανοί επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η Γη πριν από 720-640 χιλιάδες χρόνια δεν ήταν μια παγωμένη «χιονόμπαλα», όπως πιστεύουν σήμερα οι γεωλόγοι, αλλά ήταν παρόμοια με την Ευρώπη και τον Εγκέλαδο, τα φεγγάρια του Δία και του Κρόνου με τους υποπαγετώνους ωκεανούς και τα ηφαίστειά τους. άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Geoscience.

Η υπόθεση της «λευκής Γης» ή της «γης χιονοστιβάδας» υποδηλώνει ότι κατά τη διάρκεια μιας περιόδου της νεοπρωτοζωικής εποχής, περίπου πριν από 625-850 εκατομμύρια χρόνια, ο πλανήτης «πάγωσε» μέχρι τον ισημερινό. Υπάρχουν διαφορετικές εκδοχές αυτής της υπόθεσης - από την υπόθεση της «λάσπης», σύμφωνα με την οποία ο ωκεανός κοντά στον ισημερινό ξεπαγώθηκε για τουλάχιστον αρκετούς μήνες το χρόνο, μέχρι την υπόθεση «πάγου», όταν απολύτως ολόκληρη η επιφάνεια της γης καλύφθηκε με πάγο.

Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η Γη ήταν απίθανο να παγώσει εντελώς, καθώς σε αυτή την περίπτωση ακόμη και οι μαζικές εκπομπές CO 2 και άλλων αερίων του θερμοκηπίου δεν θα έπρεπε να είναι αρκετές για να λιώσουν όλο τον πάγο. Αυτό υποστηρίζεται από το γεγονός ότι σε ορισμένες περιοχές της Γης μπορεί κανείς να βρει τυπικά «υδατικές» αποθέσεις αλκαλικών πετρωμάτων που σχηματίζονται αυτή τη στιγμή. Ωστόσο, ο ίδιος ο μηχανισμός για τη διατήρηση των ωκεανών σε υγρή μορφή παρέμενε ασαφής.

Ο Τομ Γκέρνον από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον (Ηνωμένο Βασίλειο) και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι στην πραγματικότητα η Γη δεν έμοιαζε με «χιονόμπαλα», αλλά ήταν ένα είδος αναλόγου των «υδάτινων» φεγγαριών του Δία και του Κρόνου, που αναδημιουργούσε σε υπολογιστή. από τα βασικά γεγονότα αυτής της εποχής - το ρήγμα της Ροδίνιας, η πρώτη υπερήπειρος στην ιστορία του πλανήτη μας.

"Όταν τα ηφαιστειακά πετρώματα εκτοξεύονται στην επιφάνεια του ωκεανού πυθμένα, υφίστανται έναν κύκλο εξαιρετικά γρήγορων και βίαιων χημικών αλλαγών που αλλάζουν σε μεγάλο βαθμό τη βιογεωχημεία των υδάτων των ωκεανών. Διαπιστώσαμε ότι πολλά από τα γεωλογικά και γεωχημικά φαινόμενα που σχετίζονται με το Snowball Earth ταιριάζουν καλά με την ιδέα άφθονες εκρήξεις υποβρύχιων ηφαιστείων στις άκρες των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών», είπε ο επιστήμονας.

Η ομάδα του Gernon δοκίμασε αυτή την ιδέα δημιουργώντας ένα μοντέλο υπολογιστή για τη διάλυση της Rodinia και τις σχετικές ηφαιστειακές εκρήξεις. Αυτοί οι υπολογισμοί έδειξαν ότι τα ηφαίστεια απελευθέρωσαν τεράστιες ποσότητες θερμότητας και μια σειρά χημικών ουσιών που μεταμόρφωσαν την εμφάνιση του υποπαγετωνικού ωκεανού της Γης.

Η αλληλεπίδραση των εκτινασσόμενων πετρωμάτων και του νερού οδήγησε στην καθίζηση και το σχηματισμό τεράστιων ποσοτήτων των λεγόμενων υαλοκλαστών - πετρωμάτων που περιέχουν μεγάλες ποσότητες φωσφόρου, ιόντων ασβεστίου και μιας σειράς άλλων αλκαλικών μετάλλων. Οι υαλοκλαστίτες είναι ασταθείς από τη χημική τους φύση. Γρήγορα μετατρέπονται σε ένα είδος «γυαλιού» από το οποίο ξεπλένονται όλα τα ιόντα, γεγονός που κάνει το περιβάλλον νερό πιο αλκαλικό.

Παραδόξως, αυτά τα ιόντα εμπόδισαν τα ηφαίστεια να λιώσουν τη Γη, καθώς χρησίμευαν ως ένα είδος «ρυθμιστικού διαλύματος» που απορροφούσε το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπονταν από τα έγκατα του πλανήτη και τα μετέτρεπε σε ανθρακικά κοιτάσματα στον πυθμένα του ωκεανού. Εξαιτίας αυτού, το μερίδιο του CO 2 στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε αργά και η Γη πέρασε πάνω από 200 εκατομμύρια χρόνια στην «εποχή των παγετώνων».

Αυτή η ιδιότητα - ζεστό και πολύ αλκαλικό νερό - έκανε την αρχαία Γη πολύ παρόμοια με αυτό που μοιάζει σήμερα ο Εγκέλαδος, ένα φεγγάρι του Κρόνου, του οποίου ο υποπαγετώνος ωκεανός έχει παρόμοιες ιδιότητες. Αυτό κατ' αρχήν επιτρέπει τη χρήση δεδομένων απολιθωμάτων από τη Γη και σύγχρονων δεδομένων παρατήρησης για την αξιολόγηση της κατοικιμότητας τέτοιων ωκεανών και των συνθηκών μέσα σε αυτούς.

Κάπου πριν από 600-700 εκατομμύρια χρόνια, συνέβη κάτι δύσκολο να φανταστεί κανείς στη Γη: πάγωσε. Η γη, η οποία εκείνη την εποχή βρισκόταν εξ ολοκλήρου στις ισημερινές και τροπικές περιοχές, φέρει σαφή αποτυπώματα παγετώνων. Φαίνεται ξεκάθαρο ότι ήταν απίθανο να είναι πολύ ζεστό ούτε στους πόλους.

Όταν πρωτοδιατυπώθηκε μια τέτοια θεωρία, δέχτηκε αυστηρή κριτική. Οι αντιρρήσεις συνοψίζονται σε δύο βασικές θέσεις: η Γη δεν θα μπορούσε να μπει σε μια τέτοια κατάσταση και δεν θα μπορούσε να βγει από μια τέτοια κατάσταση. Ας εξηγήσουμε: οι παγετώνες στη Γη συνέβαιναν συχνά, αλλά όχι σε πλανητική κλίμακα. Ο πλανήτης μας διαθέτει αποτελεσματικά συστήματα ανάδρασης που εμποδίζουν τέτοιου είδους γεγονότα να συμβούν. Για παράδειγμα, όταν η θερμοκρασία του ωκεανού πέφτει, η διαλυτότητα των αερίων σε αυτόν αυξάνεται, έτσι ώστε ο άνθρακας οργανικής προέλευσης να συνδέεται γρήγορα με το διοξείδιο του άνθρακα και να κορεστεί την ατμόσφαιρα, μέχρι μια απότομη αύξηση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Το τελευταίο, ακόμη και πριν το τέλος του πλανήτη παγώσει στον πάγο, θα είχε ισοπεδώσει απότομα τη θερμοκρασία, αποτρέποντας τον παγκόσμιο παγετώνα.

Τέλος, αν αυτό συνέβαινε ξαφνικά, σημείωσαν οι αντίπαλοι της θεωρίας, η απόψυξη θα ήταν εξαιρετικά δύσκολη και η συνολική απώλεια ζωών θα ήταν αναπόφευκτη. Χωρίς ανοιχτό νερό, δεν θα υπήρχαν σχεδόν καθόλου σύννεφα στην ατμόσφαιρα και η υψηλή ανακλαστικότητα του πάγου θα οδηγούσε στο να χάσει η Γη την ενέργεια που λαμβάνει από το ηλιακό φως. Ποιος μηχανισμός θα μπορούσε να το θερμάνει όταν ακόμη και η ηφαιστειακή δραστηριότητα κάτω από το στρώμα πάγου είναι δύσκολη (όπως στη σημερινή Ανταρκτική) - και επομένως ο δευτερογενής κορεσμός με διοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης πολύπλοκος; Επιπλέον, εάν η θερμοκρασία στον ισημερινό ήταν κοντά στην Ανταρκτική, ο ξηρός πάγος θα μπορούσε θεωρητικά να πέσει στους πόλους, απομακρύνοντας περαιτέρω το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Ο γεωλόγος Huiming Bao από το State University της Λουιζιάνα (ΗΠΑ) ήταν ένας από τους πολέμιους της θεωρίας της χιονόμπαλας της Γης. Όμως οι μελέτες δειγμάτων από την αναφερόμενη περίοδο οδήγησαν τον επιστήμονα στο συμπέρασμα ότι η υπόθεση ήταν σωστή. Ωστόσο, ήταν σημαντικό να απαντηθεί το δεύτερο ερώτημα: πώς και πότε θα μπορούσε να ξεπαγώσει η εντελώς παγωμένη Γη, εάν το κάλυμμα πάγου και η απουσία νεφών, αντίθετα, θα έπρεπε να την έχουν ψύχει στο όριο;

Για να λύσουν αυτό το παζλ, οι επιστήμονες μελέτησαν τους βαρίτες BaSO 4 από εκείνη τη μακρινή εποχή. Όπως αποδείχθηκε μετά από ανάλυση δειγμάτων από τη Νότια Κίνα, στους βαρίτες, κοντά στην περίοδο του παγκόσμιου παγετώνα, υπήρχε έντονη ανεπάρκεια οξυγόνου-17 και περίσσεια οξυγόνου-18 σε σύγκριση με τις κανονικές επίγειες συγκεντρώσεις. Αρχικά, μια τέτοια παράξενη ισοτοπική κατάσταση αποδόθηκε στην επίδραση της έντονης διάβρωσης που χαρακτηρίζει την περίοδο μετά την υποχώρηση των παγετώνων. Ωστόσο, υπήρξαν πολλοί παγετώνες στη Γη, αλλά τα στρώματα που είχαν εξαντληθεί σε οξυγόνο-17 δεν έχουν ακόμη παρατηρηθεί.

Όπως ο ίδιος ο κ. Bao πιστεύει σχετικά, αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος απότομης εξάντλησης των βαρίτη στο οξυγόνο-17 μπορεί να είναι δείκτης της διάρκειας της περιόδου κατά την οποία οι σχηματιζόμενοι βαρίτες στερήθηκαν την πρόσβαση σε τέτοιο οξυγόνο. Αν και ο επιστήμονας πιστεύει ότι είναι πρόωρο να ονομάσουμε τους ακριβείς λόγους για την εξάντληση των ισοτοπικών στοιχείων, λέει ότι μπορεί ήδη να χρησιμοποιηθεί για να χρονολογήσει την περίοδο της «παγκόσμιας απόψυξης». Σύμφωνα με υπολογισμούς, τέτοιοι βαρίτες με ανώμαλη εξάντληση οξυγόνου-17 είναι τυπικοί για μια περίοδο όχι μεγαλύτερη από 0,00-0,99 εκατομμύρια χρόνια.

Οι συγγραφείς της μελέτης συνδέουν την αποκατάσταση των φυσιολογικών επιπέδων του ισοτόπου οξυγόνου-17 με την αποκατάσταση μιας κανονικής ατμόσφαιρας. Κατά τη γνώμη τους, για να βγει από το νοκ-άουτ του κλίματος και να λιώσει, η Γη χρειαζόταν 350 φορές περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από ό,τι σήμερα. Πιστεύουν ότι αυτή η συγκέντρωση συνοδεύτηκε από μικρή ποσότητα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ή σχεδόν πλήρη απουσία του. Αφού τα ηφαίστεια παρείχαν υπερβολικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, το οποίο δεν υπήρχε κανείς στην παγωμένη Γη να καταναλώσει, η υπερ-έντονη υπερθέρμανση του πλανήτη ξεκίνησε με έναν βρόχο θετικής ανάδρασης. Κατά την περίοδο της θέρμανσης και της αποκατάστασης της κανονικής κατάστασης του πλανήτη, θεωρούν οι συγγραφείς της εργασίας, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο-17 θα έπρεπε να ήταν ελάχιστη.

Με άλλα λόγια, η κανονική κατάσταση των πραγμάτων αποκαταστάθηκε με γεωλογικά πρότυπα γρήγορα - σε λιγότερο από ένα εκατομμύριο χρόνια. Εξαιρετικά γρήγορα, δεδομένης της καταστροφικής φύσης των παγετώνων και της σχετικής διαδικασίας μαζικής εξαφάνισης των οργανισμών. Αυστηρά μιλώντας, το πυρηνικό χειμερινό σενάριο που προωθήθηκε τη δεκαετία του 1980 δεν είναι τόσο σοβαρό όσο αυτό που συνέβη κατά την εποχή της Snowball Earth.

«Ό,τι κι αν συμβεί στη Γη, θα ανακάμψει και πολύ γρήγορα», τονίζει ο Χούι Μινγκ Μπάο. - Ο πλανήτης επέζησε και η ζωή συνεχίστηκε ακόμα και μετά από αυτό το δολοφονικό γεγονός. Το μόνο που έχει αλλάξει είναι η σύνθεση της ζωής. Με άλλα λόγια, ό,τι και να κάνουν οι άνθρωποι στη Γη, η ζωή θα αντέξει. Αλλά οι άνθρωποι θα παραμείνουν μέρος του…»

Η έκθεση της έρευνας δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Red dots υποδεικνύουν τοποθεσίες σχηματισμών που υποδεικνύουν παγετώνες, η ηλικία των οποίων αντιστοιχεί στην υποτιθέμενη περίοδο της "Snowball Earth". Όπως μπορείτε να δείτε, βρίσκονται σε όλο τον κόσμο (εικονογράφηση από τον New Scientist) Ένα νέο πείραμα γεωλόγων υποτίθεται ότι θα απαντούσε στο κύριο ερώτημα που τίθεται μεταξύ των αντιπάλων του: πώς ξεπαγώθηκε τότε ο πλανήτης, επειδή το κάλυμμα του χιονιού και του πάγου αντανακλά οι ακτίνες καλά, αυξάνοντας περαιτέρω την ψύξη;

Διάγραμμα που δείχνει την κίνηση των θαλάσσιων παγετώνων κατά τη διάρκεια της εποχής «Snowball Earth», η οποία τελικά οδήγησε στη συσσώρευση σκόνης σε μεγάλο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη. Προηγουμένως, η απόψυξη εξηγούνταν από την εμφάνιση μεγάλων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από τα ηφαίστεια. Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι τα επίπεδα CO 2 εκείνη την εποχή ήταν μόνο το ένα δέκατο της ποσότητας που απαιτείται για να λιώσει ο πάγος (εικονογράφηση από τον Goodman, Pierrehumbert/Πανεπιστήμιο του Σικάγο)Ο Dorian Abbot και ο Raymond Pierrehumbert χρησιμοποίησαν κλιματικά μοντέλα για να μελετήσουν τις επιπτώσεις της σκόνης που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα από τις ηφαιστειακές εκρήξεις και τις καιρικές συνθήκες των βράχων.

Διαπίστωσαν ότι η επιφάνεια της Γης μολυνόταν αρκετά γρήγορα εκείνη την εποχή, ειδικά σε εκείνες τις περιοχές όπου έπεφτε σπάνια χιόνι. Ταυτόχρονα, οι ανακλαστικές του ιδιότητες άλλαξαν τόσο πολύ που τεράστιες περιοχές του πλανήτη μπορούσαν να απορροφήσουν το ηλιακό φως και σταδιακά να λιώσουν τον πάγο.

Έτσι, λένε οι επιστήμονες, το μυστήριο της απόψυξης μπορεί εύκολα να λυθεί αν αναγνωρίσουμε ότι ο πλανήτης μας ήταν περισσότερο «λάσπη» παρά «χιονόμπαλα». Οι γεωλόγοι σκοπεύουν να δοκιμάσουν αυτή την υπόθεση αναζητώντας απολιθωμένη σκόνη σε ιζήματα εκείνης της περιόδου. Το άρθρο των ειδικών του Σικάγο δημοσιεύτηκε στο Journal of Geophysical Research – Atmospheres και μπορείτε να το διαβάσετε (έγγραφο PDF). Πριν από περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια, όταν ο παγκόσμιος παγετώνας ήταν τόσο ισχυρός που οι πάγοι έφτασαν στον ισημερινό, μικρές περιοχές του ωκεανού παρέμειναν ελεύθερες. Το κλειδί για την επιβίωση της βιόσφαιρας σε μια από τις πιο κρίσιμες στιγμές της ανακαλύφθηκε από επιστήμονες από τη Βρετανία και την Αυστραλία.