Тектонические движения плит, то есть их медленные перемещения на поверхности Земли, играют важную роль в изменениях концентрации кислорода в океане. Выходит, движение материков и их очертания — крайне важный фактор эволюции морской жизни в глобальном масштабе.
Кислород необходим большинству форм жизни и всем сложноустроенным существам. Это касается и обитателей Мирового океана, которые иногда испытывают трудности из-за недостатка кислорода. Международный коллектив ученых из разных стран обратился к этой проблеме в лидирующем научном журнале Nature, используя ряд сложных климатических моделей прошлого с учетом изменения положения континентальных плит.
Принято считать, что на ранних этапах истории Земли атмосферный кислород преобладал над растворенным в океане. Авторы новой статьи считают иначе, а также указывают на важную роль горизонтальной подвижности тектонических плит и разобщенность резервуаров растворенного кислорода у поверхности океана и на его дне.
Из статьи следует, что содержание кислорода в Мировом океане совершает постоянные колебания с определенным периодом в несколько тысяч лет. Ученые даже предполагают, что такие осцилляции могли сыграть важную роль в резком возрастании биологического разнообразия в самом начале палеозоя, то есть стимулировать кембрийский взрыв. И все эти ключевые для биосферы явления зависят от взаимного расположения материков.
«Континентальный дрейф кажется слишком медленным и потому не способным вызвать радикальные изменения, однако, если в океане назрела готовность, даже незначительное событие может запустить массовое вымирание морских существ», — пояснил Энди Риджвелл (Andy Ridgewell), геолог из США и один из авторов.
Дело в том, что по мере приближения к полюсам поверхностные воды становятся тяжелее и холоднее. Из-за этого вода, а заодно растворенный в ней кислород опускаются на дно. Затем восходящие потоки возвращают на поверхность океана органические вещества, которые стимулируют рост планктона. Все эти процессы определяют обилие и распространение морской жизни.
Однако из статьи следует, что сложившаяся картина циркуляции может быстро измениться, в том числе из-за медленных и неуклонных перемещений континентальных плит.
«Много миллионов лет назад, вскоре после возникновения морских животных, океаническая циркуляция, похоже, не раз прерывалась, — продолжает Риджвелл. — Мы не ожидали, что движение континентов в принципе способно прекратить опускание поверхностных вод и кислорода и тем самым сильно влиять на эволюцию жизни на Земле».
Сильной стороной новой работы следует назвать рассмотрение концентрации кислорода в океане, поскольку прежние палеоклиматические модели ограничивались его содержанием в воздухе.