Himalaje, znane z imponujących szczytów i niegościnnych krajobrazów, skrywają sekret sprzed 600 milionów lat. Grupa naukowców odkryła krople wody uwięzione w starożytnych minerałach, które mogą dostarczyć kluczowych wskazówek dotyczących pierwszych oceanów na Ziemi i ich ewolucji. Odkrycie to zostało określone przez naukowców jako „kapsuła czasu”, która może zmienić nasze rozumienie historii naszej planety.
Co dokładnie znaleźli?
Odkrycia dokonano w Himalajach, gdzie zespół naukowców z Indyjskiego Instytutu Nauk (IISc) i Uniwersytetu Niigata w Japonii odkrył złoża minerałów zawierające krople wody, które, jak sądzą, pochodzą z pierwotnego oceanu. Złoża te, zawierające węglany wapnia i magnezu, dostarczają wskazówek na temat tego, jak wyglądały oceany ponad pół miliarda lat temu.
Naukowcy pod kierownictwem Prakasha Chandry Aryi, doktoranta Centrum Nauk o Ziemi (CEaS) IISc, opisują to odkrycie jako kapsułę czasu „paleoceanów”, mórz, które istniały w odległej przeszłości geologicznej. Według Aryi złoża te mogą dostarczyć cennych informacji o warunkach panujących w oceanach w tamtych czasach.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
Aby zrozumieć znaczenie tego odkrycia, musimy cofnąć się w czasie. Między 700 a 500 milionów lat temu Ziemia przeżywała okres znany jako zlodowacenie śnieżnej kuli ziemskiej, podczas którego ogromne warstwy lodu pokrywały planetę. Ten długi okres zamarzania stanowił punkt zwrotny w historii Ziemi, którego kulminacją był znaczny wzrost zawartości tlenu w atmosferze, znany jako drugie wielkie wzbogacenie atmosfery w tlen.
Wydarzenie to miało kluczowe znaczenie dla ewolucji złożonych form życia, ale do tej pory naukowcy nie rozumieli w pełni, jak te zjawiska były ze sobą powiązane. Niedobór dobrze zachowanych skamieniałości i zanik dawnych oceanów utrudniają badanie tego zjawiska. Dlatego odkrycie w Himalajach może być kluczem do odpowiedzi na te pytania.
W jaki sposób minerały zatrzymały krople wody?
Analiza osadów wykazała, że podczas zlodowacenia w basenach sedymentacyjnych brakowało wapnia z powodu niewielkiego dopływu wody z rzek. Ten niedobór wapnia spowodował powstanie osadów bogatych w magnez. W miarę krystalizacji minerały te zatrzymywały krople wody z paleo oceanu w swoich porach, tworząc rodzaj kapsuły czasu, która 600 milionów lat później pozwoliła naukowcom zbadać, jak wyglądały oceany w tamtych czasach.
Sajeev Krishnan, profesor CEaS i współautor badania, wyjaśnia, że brak przepływu w oceanach i niskie dopływy wapnia doprowadziły do wzrostu stężenia magnezu. To z kolei spowodowało, że woda ze starożytnego oceanu została uwięziona w minerałach.
Co nam to mówi o ewolucji życia?
Odkrycie to ma również znaczenie dla zrozumienia ewolucji życia na Ziemi. Niedobór wapnia w oceanach w tamtym okresie, w połączeniu z niedoborem składników odżywczych, spowolniłby wzrost fotosyntetycznych sinic. Mikroorganizmy te, odpowiedzialne za uwalnianie tlenu podczas fotosyntezy, zaczęłyby wydalać więcej tlenu do atmosfery, co przyspieszyłoby ewolucję bardziej złożonych form życia.
Prakash Chandra Arya wskazuje, że wzrost zawartości tlenu miał kluczowe znaczenie dla pojawienia się nowych form życia na Ziemi. „Za każdym razem, gdy wzrasta poziom tlenu w atmosferze, dochodzi do promieniowania biologicznego (ewolucji)” – twierdzi.
Jakie konsekwencje ma to odkrycie dla przyszłości?
Chociaż pozostaje jeszcze wiele do zbadania, odkrycie to może zrewolucjonizować nasze rozumienie tego, jak oceany zmieniały się w historii Ziemi. Ponadto, rzucając światło na zmiany w chemii i procesach biologicznych starożytnych oceanów, naukowcy mają nadzieję, że będą w stanie lepiej odtworzyć historię Ziemi, od jej pierwszych oceanów po świat, jaki znamy dzisiaj.
Odkrycie to podkreśla znaczenie dalszych badań i eksploracji starożytnych osadów i minerałów w tak odległych miejscach jak Himalaje, które mogą zawierać odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące przeszłości naszej planety.
Bez wątpienia odkrycie to jest dopiero początkiem nowej ery badań nad geologiczną i biologiczną historią Ziemi.