Новые данные меняют ключевые представления об истории климата Земли

Новое исследование разрешает давнюю научную дискуссию и может полностью изменить представление об эволюции климата Земли. Оно опровергает идею о том, что на поверхности Земли (на суше и на море) за последние два миллиарда лет наблюдались иногда очень высокие температуры. Вместо этого оно показывает, что на Земле был относительно стабильный и мягкий климат.

Температура — важный элемент контроля над химическими реакциями, которые управляют жизнью и окружающей средой. Новая работа будет иметь важное значение для ученых, работающих над климатическими моделями или вопросами биологической и климатической эволюции.

«Знание температур в прошлом может помочь нам понять, как работает климатическая система Земли, и дать представление об условиях, которые способствовали зарождению и эволюции жизни», — говорит геохимик и ведущий автор исследования Терри Иссон из Университета Вайкато.

Понимание температур в прошлом и эволюции жизни — это не упражнение в истории или чистое интеллектуальное любопытство. Исследования прошлого климата важны для ученых, стремящихся понять нынешний климат и долгосрочные сценарии будущего.

В своей работе ученые применили новые методы для освещения истории температуры поверхности Земли.

Они использовали пять уникальных наборов данных, полученных из различных типов горных пород, включая сланец, оксид железа, карбонат, кремнезем и фосфат. В совокупности эти «геохимические» записи включают более 30 000 точек данных, охватывающих историю Земли.

На сегодняшний день исследование представляет собой наиболее полное сопоставление и интерпретацию одной из старейших геохимических записей — изотопов кислорода. Это также первое исследование, в котором используются все пять существующих записей для составления последовательной «карты» температуры на протяжении огромного периода геологического времени.

«Объединив записи изотопов кислорода из разных минералов, мы смогли согласовать единую историю температуры на Земле, которая соответствует всем пяти записям, и изотопный состав кислорода морской воды», — говорит Терри Иссон.

Климат протерозоя был умеренным, пока температура не начала падать в раннем палеозое, около 500 миллионов лет назад. Это падение температуры произошло одновременно с уменьшением аутигенеза глины и ростом кремнистой жизни, и то, и другое способствовало снижению уровня углекислого газа в атмосфере.

Исследование опровергает идеи о том, что примерно полмиллиарда лет назад, до появления животных и наземных растений, океаны были горячими и имели температуру выше 60°C.

Данные указывают на относительно стабильный и умеренный ранний океан и температуру около 10°C, что переворачивает нынешние представления об окружающей среде, в которой развивалась сложная жизнь.

Работа представляет собой первую в истории запись эволюции земного (наземного) и морского содержания глины за всю историю Земли. Это первое прямое свидетельство тесной связи между эволюцией растений, морских существ, создающих скелеты и панцири из кремнезема (кремнистые формы жизни), образованием глины и глобальным климатом.

«Результаты показывают, что процесс образования глины, возможно, играл ключевую роль в регулировании климата на ранней Земле и поддержании умеренных условий, которые способствовали эволюции и распространению жизни на Земле», — говорит Терри Иссон.

В целом работа предоставляет новые данные о климате и геохимической истории Земли, а результаты «дают нам стимул углубить наше понимание того, как жизнь реагирует на климат на Земле и формирует его».

Исследование было опубликовано в журнале Science.