Kiedy Ziemia stała się zdatna do życia? Ten proces zmienił wszystko

Wielka wędrówka kontynentów. Tak zmieniała się mapa świata

Mniej więcej 1,8 miliarda lat temu większość ziemskiego lądu tworzyła jeden superkontynent - Nunę. Ta rozpadła się na części, które przesuwały się po gorącym płaszczu Ziemi, by wreszcie uformować Rodinię - inny superkontynent, która ponownie, około 800 milionów lat temu, zaczęła rozpadać się na części, co finalnie doprowadziło do układu mas lądów takiego, jak znamy obecnie. Oznacza to, że w ciągu mniej więcej miliarda lat zdecydowana większość lądu rozpadała się i dwukrotnie łączyła. Okres ten nazywany był dotychczas "nudnym miliardem", kiedy nie dochodziło do żadnych szczególnie istotnych procesów formacyjnych.   

Teraz jednak australijscy naukowcy dowodzą, że było wręcz odwrotnie. Jak wynika z opracowania opublikowanego na łamach Earth and Planetary Science Letters, w ciągu owego "nudnego miliarda" lat, na Ziemi dochodziło do fundamentalnie ważnych procesów redukujących zawartość dwutlenku węgla w atmosferze i kształtujących płytkie oceaniczne wybrzeża nasycone tlenem. Tam zaś powstały pierwsze eukarioty - organizmy, których komórki zbudowane są z jąder i organelli otoczonych błoną. Wszystkie rośliny, grzyby i zwierzęta to eukarioty.

Unikalne spojrzenie w historię Ziemi. Badacze z Australii sprawdzili, co ułatwiło powstanie życia

Eksperci z Uniwersytetów w Sydney i Adelajdzie zbudowali unikalny model historii Ziemi sięgający ponad 1,8 miliarda wstecz. Badacze zrekonstruowali zmiany w granicach poszczególnych płyt tektonicznych i na obrzeżach kontynentalnych i oszacowali tempo wymiany pierwiastków między ziemskim płaszczem, skorupą, i atmosferą. Przenalizowali również prawdopodobne zmiany temperatur panujących na Ziemi, do jakich doszło wskutek mieszania się gorącej magmy z płaszcza z chłodem oceanicznej wody.

Okazało się, że wraz z rozpadem Nuny mniej więcej 1,4 miliarda lat temu całkowita długość łagodnych podmorskich szelfów podwoiła się do około 130 tys. km. Były one pełne wody o dużej zawartości tlenu i łagodnej temperaturze, tworzącej dobre środowisko do powstania życia. Jednocześnie zmniejszyła się emisja wulkanicznego CO2 do atmosfery, w skorupie odkładał się węgiel, a oceaniczna woda wpadała w pęknięcia dna morskiego i ogrzewała się, wskutek czego zawarte w niej pierwiastki tworzyły wapienie. 

- Ten podwójny efekt - zmniejszone uwalnianie węgla wulkanicznego i zwiększone geologiczne magazynowanie węgla - ochłodził klimat Ziemi i zmienił chemię oceanów, tworząc warunki sprzyjające ewolucji bardziej złożonego życia - powiedziała współautorka badania, profesor Adriana Dutkiewicz ze Szkoły Nauk o Ziemi na Uniwersytecie w Sydney. 

W taki sposób Ziemia stała się zdatna do życia. Wędrówka kontynentów zmieniła wszystko

Wyniki badań jasno wskazują, że pojawienie się pierwszych kopalnych eukariontów około miliarda lat temu zbiegło się w czasie z przesuwaniem się kontynentów i poszerzeniem płytkich mórz. - Uważamy, że te rozległe szelfy kontynentalne i płytkie morza były kluczowymi inkubatorami ekologicznymi - powiedział profesor Juraj Farkaš z Uniwersytetu w Adelajdzie.

- Zapewniły one stabilne tektonicznie i geochemicznie środowiska morskie z przypuszczalnie podwyższonym poziomem składników odżywczych i tlenu, co z kolei miało kluczowe znaczenie dla ewolucji i dywersyfikacji bardziej złożonych form życia na naszej planecie - dodaje ekspert. 

Czytaj także: 

• Chińczycy zajrzą do wnętrza Ziemi? Ma w tym pomóc gigantyczny statek
• Kakofonia sprzed epok: tak brzmiało odwrócenie pola magnetycznego Ziemi
• Największe trzęsienie ziemi w Polsce. "Leciały cegły i kamienie", "rozwalały się wieże"

Źródła: Polskie Radio/Earth and Planetary Science Letters/mbl