Земля через 50 миллионов лет: Как наша планета будет выглядеть через 250 миллионов лет?

Как будет выглядеть Земля через 50 миллионов лет

Общество

20 июля 2019, 15:00

Поделиться

Читать 360tv в

«Сперматозоид» размером с дом, жаба-дирижабль с тентаклями, деревья с ногами, словно выскочившие из «Властелина колец», — все это вполне реальные существа, которые могут заселить Землю после нас. О превратностях эволюции читайте в материале «360»

Ровно 160 лет назад в Лондоне была издана книга, перевернувшая представление человека об окружающем мире. «Происхождение видов» Чарльза Дарвина мгновенно стала бестселлером, чей первый тираж разлетелся за два дня.

С тех пор утекло много воды, и сформулированная ученым теория эволюции всего живого тоже эволюционировала. Хотя Дарвина до сих пор считают патриархом современной биологии, многие его идеи были переосмыслены либо вовсе отброшены. И только ядро дарвиновский теории — естественный отбор — осталось неизменным.

Если совсем просто описать его постулат, то жизнь — борьба, и в этой борьбе выживают те, кто готов прогнуться под изменчивый мир. Любимый пример Дарвина — маленькие птички вьюрки, которых он изучал на Галапагосских островах. Они произошли от общего предка, но разделились на несколько видов: представители первого питаются кровью животных, и поэтому их клюв острый и тонкий, словно выращенный природой шприц, а у их родственников-вегетарианцев клюв, наоборот, толстый и крепкий, чтобы разбивать кактусы, впиваясь в их сочную мякоть.

Недавно был проведен довольно простой эксперимент: американским голубям подселили вшей. Звучит смешно, зато это позволило доказать, что дивергенция или, по-современному, адаптивная радиация действительно существует.

Колонии голубей отличались по окраске, и жившие на них вши имели следующий выбор — отправиться в птичий желудок или поменять цвет своего покрова. Самые живучие вши приняли правила игры и под конец эксперимента не отличались по цвету от оперения своих носителей.

Что это означает на практике? Эволюционный процесс не случайно сравнивают с радиацией, ведь он тоже приводит к необратимым мутациям организма: чем сложнее живое существо, тем дольше они идут, но приводят к порой чудовищным, а порой и величественным результатам.

Убийственные перезагрузки

Современная человеческая цивилизация — лишь краткий миг в истории Земли. Если отсчитывать время по эволюционным часам, даже сами люди возникли пару секунд назад.

Лицо нашей планеты на протяжении сотен лет менялось: то от «ботокса» вулканических излияний, то от «припарок» наводнений планетарного масштаба, то от других естественных катаклизмов. Бывали перезагрузки настолько сокрушительные, что их последствия ощущались миллионы, а то и десятки миллионов лет спустя.

Хорошо известна трагедия динозавров, на чье царство, согласно самой распространенной теории, упал огромный метеорит. Гибель этих закованных в естественную броню гигантов стала одним из любимых сюжетов западной поп-культуры, однако лавры самой губительной катастрофы для земной жизни принадлежат вовсе не ей. Около 250 миллионов лет Земля вступила в эру, которая называется просто и доходчиво — Великое вымирание. Возможно, как и в случае с динозаврами, это было небесное тело, врезавшееся на всех парах в планету, или невероятный по объемам выброс метана со дна океана, или же наш мир был расстрелян потоками раскаленной магмы из жерл тысяч пылающих вулканов.

Ученые не установили точную причину катаклизма, но скрупулезно подсчитали, что она уничтожила 96% всех морских видов и 73% наземных позвоночных. То ли вулканическая зима, затмившая солнце непроницаемыми облаками пепла, то ли парниковый эффект прошлись мокрой губкой по меловой доске природы — погибло даже большинство насекомых, способных выжить в самых трудных условиях.

А что же динозавры? Спустя почти 200 миллионов лет они стали жертвами самого безжалостного врага всех живых существ — госпожи природы. Однако многие мелкие животные пережили уход великанов и в процессе эволюции адаптировались к новым реалиям, дожив до появления человека.

К примеру, крокодилы, змеи, черепахи, ящерицы и даже птицы были современниками динозавров, хотя выглядели тогда совершенно по-другому. В этом заключается главная особенность эволюционных механизмов — они способны поменять «дизайн» живого организма так, как и не снилось авторам фильмов и компьютерных игр по мотивам произведений «короля ужасов» Говарда Лавкрафта.

Пройдут миллионы лет, и наша Земля превратится в обитель кошмарных монстров. Гигантская летающая жаба, лихо орудующая гигантскими щупальцами? Бегающие по лесу на своих двоих деревья-хищники? Небесные пауки, плетущие свои сети в облаках? Это вовсе не бред наркомана, а одна из возможных моделей мира будущего — мира, в котором не будет человека, но могучее стремление жить и продолжать свой род взойдет новыми ростками.

Новые хозяева

В 1981 году британский палеонтолог Дугал Диксон написал книгу, пока не ставшую вторым «Происхождением видов», но переиздающуюся до сих пор. Можно допустить, что ее тема будет актуальна ближайшие 50 миллионов лет. Вы не ослышались, именно на такой срок ученый попытался перемотать время, чтобы представить, как изменится мир после исчезновения самых главных покорителей природы — людей.

«После человека: Зоология будущего» может похвастаться красочными иллюстрациями, благодаря которым можно легко представить как в будущем бывшие бегемоты переродятся илоглотами, которые затмят в океане китов, обезьяны отрастят крылья, а летучие мыши станут жутким двуногим подобием гомо сапиенса.

Источник фото: «После человека: Зоология будущего»

Если верить автору, то по этой фантастической Земле будут бродить гигантилопы, похожие на помесь носорога и антилопа, мохнатые зарандеры, напоминающие проглотивших слона жирафов, турми, смахивающие на хищных карликовых зебр, мангусты-переростки гурраты и многие другие создания, словно сбежавшие из «Футурамы» или другого фантастического мультфильма.

Порой кажется, что фантазия Диксона даже слишком буйная. Однако в предисловии к изданию 2018 года писатель с иронией пишет, что последние открытия в области биологии и эволюции таковы, что помести он их в свою книгу сразу — это вызвало бы только издевательский смех.

Монстры из сказок и аниме

Образы будущего можно разглядеть уже сейчас. Нередко «чертежи» природы воплощают самые удивительные образы, на которые только способно человеческое воображение. Возьмем, к примеру, энтов — древообразных великанов из фэнтези-мира Средиземья. Вроде бы чистая выдумка, невозможная в реальности.

Однако тропические джунгли Эквадора вполне реальны и являются домом ходячих деревьев. Пальмы семейства Socratea способны передвигаться на расстояния до 20 метров в год. Когда почва под ними истощается, пальмы пускают длинные корни в соседние места и медленно подтягиваются к новому, более плодородному участку земли.

Спустя несколько миллионов лет эволюции такая пальма вполне может превратиться в «энта», который не только будет ползать с помощью корней, но и начнет охотиться на животных, выпуская ядовитые газы или используя свои ветко-руки как дубины.

В этом мире им будет на кого нападать и от кого защищаться — многие морские животных вроде косаток или сомов выйдут на берег, повторяя древний путь всех млекопитающих. Другие существа, наоборот, поднимутся ввысь: человек-паук будет напрочь забыт, зато в облаках прочно обоснуются колонии летающих пауков, в чьи сети станут попадать птицы будущего, больше похожие на современных обезьян.

Недавно «Би-би-си» опросило ряд эволюционных биологов и генетиков, которые уверены, что будущие хозяева планеты показались бы нам карикатурными или даже глупыми выдумками. Взять хотя бы летающую жабу. Этого персонажа из японского хентая описывает палеонтолог Питер Уорд. Сначала обычная лягушка научится накапливать из воды запасы водорода в мешочке внутри горла, затем начнет «перекачивать» его во внутреннюю полость и летать, как раздутый до краев дирижабль.

Разумеется, изменится рацион и принципы защиты нового животного — оно будет расти в размерах, пока не превратится в огромного летающего «кита», чьи ноги за ненадобностью вытянутся в щупальца-тентакли, крайне удобные для охоты на добычу — оленей или тех млекопитающих, которые их заменят.

К воздушным жабам легко привыкнуть. В конце концов, это просто ожившие воздушные шары. Гораздо менее приятно звучит версия, что в будущем все больше живых существ будут осеменять себя сами либо растворятся в теле своих партнеров — благодаря такому упрощению брачных ритуалов животные смогут легче покорять территории с экстремальными условиями выживания.

Прототип этих самоотверженных колонизаторов живет в наше время — это морские черти, иначе рыбы-удильщики. Ради оплодотворения самки самец буквально превращается в ее придаток, намертво сливаясь с ее телом. Процесс занимает некоторое время, после которого два удильщика объединяются в единый организм с общей кожей и кровеносными сосудами.

Этот своеобразный способ продлить род привел к тому, что ученые долгое время пытались понять, как получается, что в природе встречаются только самки этой породы, однако у них не возникает никаких проблем с размножением. Есть мнение, что за пару миллионов поколений эволюция слепит из удильщиков настоящих морских гигантов вроде современных китов — только гораздо более живучих и быстрых. Только представьте себе, на что будут способны эти гигантские «сперматозоиды»!

После нас

Есть и печальные новости. Какие бы невероятные создания не пришли на смену человеку, среди них, скорее всего, не будет потомков его лучших друзей.  Выведенные человеком для собственных нужд, домашние животные вряд ли смогут выжить в мире, где слабым звеном становится тот, кто не способен пройти естественный отбор.

«Те, кого человек расценивает как вредителей и нахлебников, выживут с наибольшей вероятностью, нежели сильно видоизмененные и ослабленные близкородственным скрещиванием животные», — пишет Диксон в своей книге.

С одной стороны, грустно. Впрочем, существует мнение, что при всем своем многообразии эволюция все равно движется по четко определенному сценарию, а кракозябры далекого будущего рано или поздно станут разумными и выведут собственных кошечек, собачек и хомячков. И пусть даже у них вырастут по шесть конечностей и глаза на лапах,  они все-равно будут такими же милыми, как и наши питомцы.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.

Авторы:

Алексей Йесод

Земля на пороге глобального оледенения, к которому шла 50 миллионов лет

Уже через 10 тысяч лет Земля вступит в фазу оледенения, к которой шла 50 миллионов лет. Россию покроет вечный лёд, а Африку с Антарктидой соединит ледовый мост. Правда, антропогенные выбросы CO₂, которые учёные не включили в модель, могут существенно изменить картину будущего.

Обеспокоенность глобальным антропогенным изменением климата вполне понятна. Все очевиднее становится факт, что человечеству придется еще не раз споткнуться о собственную недальновидность, прежде чем стать полноправным хозяином своей «колыбели». Многие учёные полагают, что и текущий экономический кризис – следствие излишней уверенности в возможности экспоненциального роста мирового хозяйства в условиях ограниченности природных ресурсов.

Сверяясь с десятизначными суммами на банковском счету, трудно поверить, что существуют силы, способные разом уничтожить все основы мирового порядка. Томас Кроули, специалист по наукам о земле из Эдинбургского университета в Шотландии, и Уильям Хайд, физик из канадского Университета Торонто, показали, что такие силы есть и они вот-вот себя проявят. Анализируя динамику оледенений и оттепелей Земли за последние 3 миллиона лет, ученые показали, что

наша планета стоит на пороге резкого оледенения, которое покроет ледниками практически всю территорию Евразии и соединит ледовым мостом Африку с Антарктидой.

Впрочем, согласно весьма осторожным формулировкам публикации в последнем номере Nature, будущие земляне, если они к этому времени не сгинут, будут иметь шанс противостоять космическим силам.

Анализ изотопов кислорода

Природный кислород представлен тремя изотопами — ¹⁶O, ¹⁷O, и ¹⁸O. Наиболее распространенным является 16O, в то время как количества 17O ничтожны и говоря о соотношении изотопов кислорода подразумевают…

В своей модельной работе Кроули и Хайд оттолкнулись от истории динамики мирового климата, которая оказалась надежно записана в донных отложениях кальциевых солей, содержащих в себе различные изотопы кислорода. Анализ содержания тяжелого изотопа ¹⁸O показал, что в ранней плейстоценовой эпохе, примерно 3 миллиона лет назад, оледенения Земли происходили регулярно с периодичностью в 41 тысячу лет. Согласно современным представлениям, такая периодичность вариаций земного климата связана с небольшими колебаниями угла наклона земной оси.

Примерно 900 тысяч лет назад амплитуда колебаний мирового климата заметно усилилась, а их период возрос до 100 тысяч лет. Этот феномен ученые связывают с тем, что решающую роль в формировании климата на определенном этапе понижения фоновой концентрации углекислого газа в атмосфере Земли стали играть колебания формы орбиты планеты вокруг Солнца, которая то чуть-чуть вытягивается, то становится более круглой.

По мнению авторов публикации, такое поведение колебаний климата может указывать на то, что

система приближается к точке бифуркации – крайне неустойчивому состоянию, в котором малейшее внешнее воздействие будет иметь решающее значение для дальнейшего поведения системы.

После пересечения этой точки на Земле должно произойти формирование стабильного климата.

Бифуркация

Приобретение нового качества в движениях динамической системы при малом изменении ее параметров. Знание основных бифуркаций позволяет существенно облегчить исследование реальных систем (физических, химических, биологических и др.), в…

Рассматривая последние несколько миллионов лет развития земных экосистем как переходный период между двумя различными климатическими состояниями Земли ученые прибегли к моделированию для того, чтобы предсказать развитие событий в ближайшем по геологическим меркам будущем.

Кроули и Хайд применили так называемую модель связанного энергетического баланса, учитывающую объем ледяного покрова планеты. Эта модель состоит из четырех компонент, предсказывающих потоки ледников, баланс массы, контролируемый осадками, температуру и осаждение горных пород. Ряд параметров этой модели считается постоянным, такие же параметры, как интенсивность осадков и динамика температур, рассчитываются из статистических данных. Модель имеет пространственное разрешение до 0,5ºx0,5º (по широте и долготе), а по времени рассчитана с разрешением от 40 до 2,5 тысяч лет, в зависимости от этапа развития климатической системы. В качестве параметра, определяющего состояние системы, в модели используется интенсивность солнечной радиации, напрямую связанная с параметрами колебаний земной орбиты и оси вращения планеты.

Чтобы определить все характеристики модели, учёные подставили в ней данные за последние 3 миллиона лет и меняли неизвестные параметры до тех пор, пока не добились совпадения расчётного поведения климата и данными изотопного анализа. Когда это удалось, они позволили модели считать поведение земного климата дальше.

По этим расчётам, оледенение, начало которого намечено на ближайшие 10–100 тысяч лет, может стать куда более глобальным, чем все оледенения за последние 50 миллионов лет.

Земля быстро покроется ледниками, а сезонный снежный покров обоих полушарий сместится в область более низких широт на 1,5–2 тысячи километров. Это значит, что большая часть России, и без того лишь ненадолго оттаивающей каждое лето, покроется вечными ледниками, лишь кавказские республики и Краснодарский край будут летом выглядывать из-под снега.

Более того, если прежде в северном полушарии под слоем льда оказывались существенно большие площади, чем в южном, то грядущее оледенение будет очень симметричным. И как результат, полагают учёные, стабильным на протяжении нескольких миллионов лет, пока вулканы вновь не насытят атмосферу углекислым газом.

Впрочем, ни нам, ни нашим потомкам унывать не стоит: процессами оледенения и оттепели можно управлять.

Насыщение атмосферы углекислым газом могут взять на себя и люди, и пока они с этой задачей успешно справляются.

Ослабление колебаний климата — к резкому его изменению

Как перед бурей часто бывает затишье, так и ослабление климатических колебаний может быть предвестником грядущего резкого изменения климата. Палеоклиматические данные, накопленные в ледниковых шапках и донных отложениях земных водоемов…

Модельная работа Кроули и Хайда основывалась на том, что в течение последних трех миллионов лет концентрация атмосферного углекислого газа определялась только природными процессами и медленно снижалась с уровня в 360 объемных миллионных долей до 240. Работа не учитывала резкое увеличение концентрации СО₂ в атмосфере за последние полвека. В конечном счете, именно она ответственна за медленное изменение средней температуры Земли в последние миллионы лет, а космические факторы – колебания орбит и осей – лишь факторы, раскачивающие лодку.

Повышение концентрации атмосферного углекислого газа может вовсе остановить дрейф климата и не допустить бифуркации. Правда, точка бифуркации тем и опасна, что даже ничтожные факторы способны радикально изменить направление всего будущего развития. Если мы хотим быть настоящими хозяевами планеты, углекислый газ все-таки придется укротить.

Почему Земля не стала Марсом? Как геологи изучают историю магнитного поля Земли

Исследования палеомагнетизма горных пород указывают на то, что твёрдое внутреннее ядро Земли сформировалось 550 миллионов лет назад и помогло предотвратить исчезновение магнитного поля планеты. Это произошло как раз перед началом фанерозойской эры и первого её геологического периода — кембрия, совпав по времени с началом бурного развития современных форм жизни.

Планетологи задаются вопросом: как Марс, который в ранней геологической истории был похож на Землю, обладая магнитным полем, атмосферой, тёплым климатом, а, возможно, и жизнью, дошёл до сегодняшнего состояния каменной пустыни? Возможно, ключ к ответу находится на Земле, при условии, что мы ответим на обратный вопрос: почему Земля, наоборот, не повторила путь Марса? Тем более что предпосылки к «марсианскому» сценарию, оказывается, на Земле имелись.

Эволюция ядра Земли: а) планета без внутреннего ядра; b) начало роста внутреннего ядра 550 миллионов лет назад; c) развитое внутреннее ядро с составной структурой (внешняя и внутренняя часть) 450 миллионов лет назад. Nat Commun 13, 4161 (2022).

На глубине 2900 км от поверхности Земли проходит граница её внешнего жидкого ядра из расплавленных металлов (в основном железа и никеля). Эта геооболочка ответственна за создание и поддержание магнитного поля Земли — естественной защиты от солнечного ветра и космического излучения. Однако 565 миллионов лет назад напряжённость магнитного поля уменьшилась до примерно 10 процентов от сегодняшнего его значения. Вероятно, история Земли в тот момент могла пойти по марсианскому сценарию, но что-то вмешалось: магнитное поле внезапно восстановилось до привычного уровня. Согласно новому исследованию магнитных свойств пород той геологической эпохи, восстановление магнитного поля произошло очень быстро на геологической шкале времени — в течение нескольких десятков миллионов лет. Оно совпало с периодом формирования внутреннего ядра Земли, и завершилось перед «Кембрийским взрывом» — началом фанерозойской эры и этапом бурного развития многоклеточных форм жизни в знакомой нам форме.

Внутреннее строение Земли в модели геооболочек.

Упрощённая модель внутреннего строения Земли включает несколько оболочек, различающихся по составу и геофизическим свойствам. Верхний самый тонкий слой Земли — это земная кора, где и сосредоточена жизнь. Её толщина изменяется от 5 до примерно 70 километров (под океанами и под горными цепями континентов соответственно). Следующая самая крупная оболочка — это мантия. Наконец, внутренние области — это ядро, в котором выделяют внутреннюю твёрдую и внешнюю расплавленную часть. Магнитное поле Земли создаётся перемещением расплавленного и проводящего ток материала во внешнем ядре. В свою очередь источник такого движения — вращение планеты и высокая температура её внутренних слоёв. Совокупность всех этих факторов, поддерживающих магнитное поле, называют магнитным геодинамо. Это сложная динамическая система, в которой возможны, например, постоянный дрейф и спонтанная инверсия магнитных полюсов, что и наблюдается на Земле. Но механизмы работы геодинамо не до конца понятны; во всяком случае, они довольно сложны и оставляют множество вопросов. Прежде всего неясно, как такой механизм может сохраняться в течение миллиардов лет на Земле, но затухнуть на Марсе. Очевидно, для поддержания такого «волчка» из вращающихся слоёв расплавленного металла в ядре необходим источник энергии. Насколько мы теперь понимаем, запасов только тепловой энергии в расплавленном ядре для удовлетворительного объяснения длительной его работы не хватает. Эдиакарский и кембрийский периоды на геологической шкале времени. Один из правдоподобных механизмов, позволяющих «подтолкнуть» затухающее геодинамо — как раз начало кристаллизации твёрдого ядра из расплава. Кристаллизация в твёрдую фазу высвобождает скрытое тепло, которое и может стать дополнительным источником энергии.

Поскольку магнитное поле зависит от поведения ядра Земли, геофизики на протяжении десятилетий пробовали восстановить эволюцию как магнитного поля на Земле, так и его ядра. Известно, что магнитное поле существовало (почти) с момента формирования планеты; вероятно, жидкое ядро имеет сопоставимый возраст. Но твёрдое ядро — сравнительно недавнее приобретение: материал жидкого ядра начал кристаллизоваться в твёрдую фазу, как считается, порядка миллиарда лет назад. Исследовать магнитную историю Земли можно, изучая магнитные свойства определённых минералов, в своё время кристаллизовавшихся из магмы и  выброшенных на поверхность. Во многих горных породах магматического происхождения содержатся частицы и минералы, которые сохранили намагниченность и направление магнитного поля на момент их кристаллизации из расплава. Исследование остаточной намагниченности вместе с радиометрической датировкой таких образцов позволяет сделать вывод о величине и даже направлении палеомагнитного поля.

Эдиакарская фауна не очень похожа на привычную нам. Inaria, Albumares.

Так, в образцах пород возрастом 560—580 миллионов давно заметили существенное ослабление их магнитных характеристик. Этот промежуток попадает на период в геологии, который называют эдиакарским (по местности в Австралии, где были впервые обнаружены окаменелости этой эпохи; полностью эдиакарский период «официально» простирается в интервале 635—541 миллионов лет). Он как раз предшествует кембрийскому, с которого принято отсчитывать эру фанерозоя, то есть «явной» жизни на Земле. Получается, что на протяжении где-то 50 миллионов лет перед «кембрийским взрывом» магнитное поле Земли было сильно ослаблено, более того, часто происходили его инверсии (в научной литературе есть оценки, согласно которым в определённые периоды это происходило несколько раз за миллион лет). Возможно, это и привело к первому известному массовому вымиранию — исчезновению «эдиакарской фауны», очень непохожей даже на кембрийские организмы. Осталось ответить на вопрос — насколько быстро поле восстановилось до современного значения и связать это восстановление с внутренними причинами, в частности, с процессами в ядре. Гипотеза о связи восстановления магнитного поля с началом кристаллизации внутреннего ядра верифицируема: если это так, то восстановление должно произойти за очень короткий геологический промежуток. Значит, необходимо найти свидетельства нормальной интенсивности поля в горных породах возрастом немного моложе позднего эдиакарского. Это и было недостающим звеном (конечно, далеко не единственным) в палеомагнитной летописи Земли, которое удалось найти.

Геологическая карта горного комплекса Вичита (неопротероззойские и кембрийские формации).

В статье, вышедшей в июле 2022 года в Nature Communications, описываются основные результаты по палеомагнитным датировкам истории внутреннего ядра. Геофизики из университета Рочестера определили несколько ключевых дат, связанных с его развитием, включая более точное определение его возраста. Они исследовали магнитные свойства пород как раз нужного возраста, то есть конца эдиакария — начала кембрия. Порода представляет собой анортозит из гор Вичита в Оклахоме [порода магматического происхождения. В быту больше известна её разновидность — лабрадорит, который используют для облицовки зданий, например, она встречается на некоторых станциях метро в Москве и Санкт-Петербурге]. Использованный для датировок палеомагнитный минерал в ней — разновидность полевого шпата под названием плагиоклаз. Сам по себе он немагнитный, но в нём содержатся намагниченные вкрапления из оксида железа и титана; они и работают как игла древнего геологического компаса и делают его идеальным «устройством магнитной записи» геологической истории.

Магнитные свойства образцов исследовали при помощи CO₂-лазера и высокоточного сверхпроводникового магнитометра с квантовой интерференцией (SQUID, superconducting quantum interference device). Геофизикам действительно удалось обнаружить, что магнитное поле в начале кембрийского периода восстановилось достаточно быстро после эдиакарского «провала». Это позволило также установить две важные даты в истории внутреннего ядра. Итак:

• 550 миллионов лет назад: магнитное поле начинает быстро восстанавливаться после практически полного угасания за 15 миллионов лет до этого. Исследователи связывают это событие с началом образования твёрдого внутреннего ядра: дополнительное тепло, выделяющиеся при кристаллизации из расплава, становится источником энергии, перезапустившем геомагнитное динамо во внешнем ядре.
• 450 миллионов лет назад: структура растущего внутреннего ядра изменяется, в нём появляется некоторая граница между внутренней и внешней частью. Эти изменения во внутреннем ядре по времени накладываются на изменения в структуре мантии, о которой можно судить по тектонике литосферных плит.

Положение континентов 550 миллионов лет назад (распад суперконтинента Паннотия).

Описанный период — как раз время существования одного из древних суперконтинентов — Паннотии, то есть период, когда континентальные литосферные плиты были собраны на одном обширном участке на поверхности Земли. Геологи не сомневаются, что такие движения континентов являются прямым следствием конвективных процессов в мантии и ядре. Было бы заманчиво знать, как из конфигурации континентов в ту или иную геологическую эпоху можно извлечь сведения об эволюции внутренних геооболочек Земли. Но это очередная задача вида чёрного ящика, и такие реконструкции, хоть и популярны, на сегодня не дают однозначных выводов. Например, континенты собирались в суперконтинент несколько раз на протяжении истории Земли, в том числе и позже, уже в фанерозое — образовывались такие суперконтиненты, как Пангея, а несколько позже — Лаврентия и Гондвана (два последних образования грубо соответствуют современным континентам северного и южного полушария). Но пока мы не знаем, были ли какие-то глобальные изменения в ядре Земли, соответствующие именно этим событиям. Поэтому увязать образование внутреннего ядра, скажем, с формированием суперконтинента Паннотия в это же время — мысль интересная, но пока что в статусе довольно умозрительной гипотезы. Ещё более умозрительны попытки связать образование внутреннего ядра с «кембрийским взрывом», благодаря которому мы наблюдаем современное разнообразие видов, очень непохожих на эдиакарскую фауну, как на картинке выше. Допустим, эти два события совпали по времени, но глобальные изменения геомагнитного поля в этот период — наверняка важный, но тем не менее один из множества факторов геологической эволюции.

Понимание динамики роста внутреннего ядра Земли в связи с эволюцией магнитного поля необходимо не только для прояснения геологической истории Земли, но и ответа на вопрос, при каких условиях другие планеты, включая экзопланеты, могут сформировать своё магнитное поле и сохранить его, тем самым поддерживая устойчивые условия для развития жизни. Пример «неудачного» витка геологической эволюции — ближайшая каменная планета Марс. Как показывают данные, она обладала магнитным полем. Его следы проявляются в виде участков аномально высокой намагниченности в южном марсианском полушарии, породы которых, вероятно, сохранили «магнитный отпечаток» с тех времён. Исчезновение поля на Марсе привело к исчезновению не только атмосферы, но и океанов, если они там существовали: солнечный ветер рассеивал в открытый космос все летучие соединения, то есть и газы из атмосферы, и молекулы воды. Пока неизвестно, что бы случилось при исчезновении магнитного поля Земли, то есть повторила ли бы Земля в точности судьбу Марса. Но в любом случае без магнитного поля она потеряла бы значительно больше воды и стала гораздо более сухим местом и очень непохожей на привычную нам.

Комплекс кембрийских (500—600 млн лет) и протерозойских магматических пород Вичита в Оклахоме.

Ученые рассказали, какой была бы Земля без Homo sapiens

Исследователи говорят, что в целом планета могла быть захватывающим местом, в котором бы обитали представители мегафауны.

Related video

Ученые считают, что без людей Земля была бы более диким и плодородным местом, в котором все еще жили такие гиганты, как страусоподобные птицы моа высотой 3,6 метра. Они на протяжении миллионов лет обитали в Новой Зеландии, но исчезли 750 лет после того, как на их земли вторгся человек, пишет LiveScience.

Исчезнувшие гигантские моа и орлы Хааста, чей размах крыльев составлял 2,6 метров и больше, небольшой пример того, как деятельность человека изменила планету. Выживание таких крупных животных имеет решающее значение в размышлениях о том, какой была бы Земля без людей, поскольку такие гиганты оказывают решающее влияние на ландшафты.

Старший преподаватель зоологии Гетеборгского университета в Швеции Серен Форби говорит, что люди сыграли решающую роль в вымирании многих крупных млекопитающих. Форби возглавил исследование, опубликованное в журнале Diversity and Distributions. В нем говорилось, что без людей Земля напоминала бы экорегион в Восточной Африке Серенгети, изобилующий жизнью.

В таком сценарии, вымершие животные, наряду со слонами, носорогами и львами, жили бы по всей Европе. Например, вместо африканских львов (Panthera leo) до сих пор жили бы пещерные львы (Panthera spelaea) – более крупный вид, который обитал в Европе примерно 12 тыс. лет назад. В это же время, Америка стала бы домом для более крупных родственников слонов и медведей, а также уникальных видов, таких как глиптодонов – броненосцев размером с автомобиль и гиганстких ленивцев.

Глиптодон – броненосец размером с автомобиль.

Фото: Daniel Eskridge

«В мире без людей было бы намного больше разных видов крупных млекопитающих, а также гораздо более открытая среда обитания», – отмечает Форби.

Слоны или другие виды крупных животных не терпят препятствий в поисках пищи. В таких случаях, территории приобретают менее лесистый облик.

Мир был бы ярче

Во время последнего ледникового периода плейстоцена (от 2,6 миллиона до 11700 лет назад) Земля была богата мегафауной. Большая ее часты вымерла после завершения этого ледникового периода или тысячелетия спустя. Исследование 2021 года из журнала Nature показало, что изменение климата уничтожило шерстистых мамонтов, а также другую арктическую мегафауну, но люди также оказывали дополнительное давление на эти виды, охотясь на них.

Эколог из Университета Северной Аризоны Кристофер Даути смоделировал, как крупные животные, помимо прочего, влияли на экосистемы, перемещая семена и питательные вещества во время еды и дефекации. Эксперт выяснил, что перемещение таких элементов, как фосфор, кальций и магний, которые играют решающую роль для жизни, снизились почти на 90% вместе с исчезновением мегафауны.

Земля была бы намного богаче урожаями и красками, планета определенно была бы более яркой без людей.

Фото: Bob Lalasz / The Nature Conservancy

Исследователь подчеркивает, что без вмешательства человека, все необходимые элементы равномерно распределялись бы по ландшафту. Таким образом, почва была бы более плодородной и продуктивной.

Сельское хозяйство и зонирование территорий делает земли менее плодородными в сравнении с системами в дикой природе. Такое повышенное плодородие означает, что Земля была бы намного богаче урожаями и красками, планета определенно была бы более яркой без людей.

Без людей был бы другим и климат. Известно, что глобальное потепление, вызванное человеком, подняло среднюю температуру на 1 градус по Цельсию с начала 20 века. Следовательно, погода на планете была бы прохладнее без человечества.

Исследование 2016 года в журнале Nature показало, что текущее потепление отложило наступление ледникового периода как минимум на 100 тыс. лет. Но этого не должно было произойти еще 50 тыс. лет, поэтому маловероятно, что без человека сейчас на Земле был бы следующий ледниковый период.

Люди – неизбежны

Современные люди (Homo sapiens) не всегда были единственными гомининами на планете. Исчезновение Homo sapiens могло бы открыть новые перспективы для неандертальцев. Пока нет единого ответа на вопрос, почему вымерли неандертальцы около 40 тыс. лет назад. Вероятно, было несколько причин их исчезновения, и Homo sapiens – главные подозреваемые.

Профессор из Музея естественной истории в Лондоне Крис Стрингер считает, что конкуренция неандертальцев и людей была одной из причин исчезновения первых.

«Если бы Homo sapiens не пришли в Европу около 45 000 или 50 000 лет назад, я думаю, что неандертальцы и их потомки все еще жили бы на Земле», – говорит Стрингер.

Эксперт отмечает, что неандертальцы вели сложную жизнь в Европе, они столкнулись с изменениями климата, были малочисленной группой с низким генетическим разнообразием.

«Неандертальцы, вероятно, уже оказались в бедственном положении, когда современные люди пришли на их земли, и этот фактор мог стать последним», – отмечает эксперт.

Неандертальцы вели сложную жизнь в Европе.

Фото: Natural History Museum

Но люди могли повлиять на выживание не только неандертальцев. Как минимум есть еще один родственник Homo sapiens, который делил земли с людьми и неандертальцами: денисовцы. Данная линия ближе к неандертальцам, чем к современным людям по генам и внешнему виду.

Судя по ряду исследований, люди скрещивались с денисовцами, потому как у современных людей продолжают находить ДНК денисовцев. Предполагается, что денисовцы имели более широкий ареал обитания, чем неандертальцы. Также они могли обладать большим генетическим разнообразием, чем неандертальцы.

«Возможно, денисовцы были даже лучшим видом для выживания, чем неандертальцы», – подчеркивает Стрингер.

В целом денисовцы и неандертальцы, могли бы проложить путь, аналогичный H. sapiens, перейдя от охоты и собирательства к развитию сельского хозяйства.

«Нет никаких очевидных причин, почему неандертальцы или денисовцы не смогли бы стать развитыми видами, если бы у них хватило на это времени», – подытожил исследователь.

Земля движется к температурному рекорду за последние 50 миллионов лет

https://ria.ru/20200911/klimat-1577091071.html

Земля движется к температурному рекорду за последние 50 миллионов лет

Земля движется к температурному рекорду за последние 50 миллионов лет — РИА Новости, 11.09.2020

Земля движется к температурному рекорду за последние 50 миллионов лет

Ученые из шести стран объявили о завершении проекта по созданию новой эталонной кривой климата за последние 66 миллионов лет. Впервые построен детальный и… РИА Новости, 11. 09.2020

2020-09-11T14:33

2020-09-11T14:33

2020-09-11T14:33

наука

земля — риа наука

климат

глобальное потепление

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/09/0b/1577080916_0:0:1076:605_1920x0_80_0_0_dc3dde3b8c88ea9dc45baf7d90bfa64a.jpg

МОСКВА, 11 сен — РИА Новости. Ученые из шести стран объявили о завершении проекта по созданию новой эталонной кривой климата за последние 66 миллионов лет. Впервые построен детальный и непрерывный график изменения средних глобальных температур от начала кайнозоя до наших дней. Результаты опубликованы в журнале Science.Основой для исследования стали данные Международной программы бурения в океане (IODP), которая продолжается уже пять десятилетий. Ученые, работающие в проекте CENOGRID (CENOzoic Global Reference), изучали раковины фораминифер — микроскопического планктона, которые сохранились в донных отложениях. Полученные изотопные отношения кислорода и углерода в карбонатном материале этих раковин позволили ученым восстановить главные палеоклиматические параметры — температуру и содержание в атмосфере углекислого газа. Затем они сопоставили полученные данные с вариациями орбиты Земли, известными как циклы Миланковича.После совместного математического анализа этих данных исследователи построили кривую, на которой представили детальную информацию о средних температурах, глобальных объемах льда и углеродном цикле за последние 66 миллионов лет. Эталонная кривая для периода с 34 миллионов лет до наших дней появилась еще в 2001 год, но более древних данных тогда было недостаточно. Теперь, используя новые данные изучения глубоководных кернов, ученые продлили график вглубь вплоть до начала кайнозойской эры. К тому же новая кривая значительно более детальная.»Наша цель состояла в том, чтобы создать справочную модель климата за последние 66 миллионов лет, которая не только включает данные с самым высоким разрешением, но и более точно датирована, — приводятся в пресс-релизе Бременского университета слова первого автора статьи, Томаса Вестерхольда (Thomas Westerhold) из Центра наук о морской среде MARUM. — Теперь мы знаем более определенно, когда на планете было теплее или холоднее, чем сейчас, и лучше понимаем основную динамику климатических изменений».Результаты обработки данных показали, что глобальный климат в течение кайнозоя резко менялся несколько раз, переходя из теплого состояния в начале эпохи, в горячее — на рубеже палеоцена и эоцена, затем — опять в теплое в конце эоцена, холодное — в олигоцене и миоцене, и, наконец, в ледниковое — в плиоцене и плейстоцене. Сейчас мы живем в умеренно теплую фазу этого ледникового мегапериода, называемую голоценом.Причем оказалось, что циклические изменения орбитальных параметров, которые раньше считали главными драйверами климатических изменений, отвечают за мелкомасштабные колебания внутри крупных климатических периодов, а долгосрочные режимы связаны с другими факторами — объемами ледниковых щитов и содержанием углекислого газа в атмосфере.Например, самый жаркий климат установился на Земле примерно 50 миллионов лет назад, во время так называемого палеоцен-эоценового теплового максимума. Тогда температуры были на 14-16 градусов Цельсия выше современных. А причина — в массовых выбросах углерода в атмосферу в результате активных вулканических извержений в Североатлантической магматической провинции.Нынешнее потепление, по мнению ученых, также обусловлено ростом парниковых газов в атмосфере, только теперь причина другая — деятельность человека, которая по силе своего воздействия на климат сопоставима с самыми мощными природными процессами.По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), если ничего не менять, к 2300 году превышение средней глобальной температуры по сравнению с периодом 1961-1990 годов, принятым за точку отсчета в палеоклиматических построениях, составит 8,5 градусов. Но, отмечают авторы, даже при самом оптимистичном сценарии, предусматривающем повышение всего на 2,6 градуса, исходя из новой эталонной кривой, уже к 2150 году начнется активное таяние континентальных ледниковых щитов, что приведет к резкому подъему уровня Мирового океана со всеми вытекающими последствиями.

https://ria.ru/20200824/klimat-1576101047.html

https://ria.ru/20200518/1571633076.html

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/09/0b/1577080916_0:0:808:605_1920x0_80_0_0_04613ef668bd48ec4e3e6a46968843e5. jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

земля — риа наука, климат, глобальное потепление

Наука, Земля — РИА Наука, Климат, Глобальное потепление

МОСКВА, 11 сен — РИА Новости. Ученые из шести стран объявили о завершении проекта по созданию новой эталонной кривой климата за последние 66 миллионов лет. Впервые построен детальный и непрерывный график изменения средних глобальных температур от начала кайнозоя до наших дней. Результаты опубликованы в журнале Science.

Основой для исследования стали данные Международной программы бурения в океане (IODP), которая продолжается уже пять десятилетий. Ученые, работающие в проекте CENOGRID (CENOzoic Global Reference), изучали раковины фораминифер — микроскопического планктона, которые сохранились в донных отложениях.

Полученные изотопные отношения кислорода и углерода в карбонатном материале этих раковин позволили ученым восстановить главные палеоклиматические параметры — температуру и содержание в атмосфере углекислого газа. Затем они сопоставили полученные данные с вариациями орбиты Земли, известными как циклы Миланковича.

После совместного математического анализа этих данных исследователи построили кривую, на которой представили детальную информацию о средних температурах, глобальных объемах льда и углеродном цикле за последние 66 миллионов лет.

Эталонная кривая для периода с 34 миллионов лет до наших дней появилась еще в 2001 год, но более древних данных тогда было недостаточно. Теперь, используя новые данные изучения глубоководных кернов, ученые продлили график вглубь вплоть до начала кайнозойской эры. К тому же новая кривая значительно более детальная.

24 августа 2020, 08:00Наука

Что происходит на самом деле — глобальное потепление или похолодание

«Наша цель состояла в том, чтобы создать справочную модель климата за последние 66 миллионов лет, которая не только включает данные с самым высоким разрешением, но и более точно датирована, — приводятся в пресс-релизе Бременского университета слова первого автора статьи, Томаса Вестерхольда (Thomas Westerhold) из Центра наук о морской среде MARUM. — Теперь мы знаем более определенно, когда на планете было теплее или холоднее, чем сейчас, и лучше понимаем основную динамику климатических изменений».

Результаты обработки данных показали, что глобальный климат в течение кайнозоя резко менялся несколько раз, переходя из теплого состояния в начале эпохи, в горячее — на рубеже палеоцена и эоцена, затем — опять в теплое в конце эоцена, холодное — в олигоцене и миоцене, и, наконец, в ледниковое — в плиоцене и плейстоцене. Сейчас мы живем в умеренно теплую фазу этого ледникового мегапериода, называемую голоценом.

Причем оказалось, что циклические изменения орбитальных параметров, которые раньше считали главными драйверами климатических изменений, отвечают за мелкомасштабные колебания внутри крупных климатических периодов, а долгосрочные режимы связаны с другими факторами — объемами ледниковых щитов и содержанием углекислого газа в атмосфере.

Например, самый жаркий климат установился на Земле примерно 50 миллионов лет назад, во время так называемого палеоцен-эоценового теплового максимума. Тогда температуры были на 14-16 градусов Цельсия выше современных. А причина — в массовых выбросах углерода в атмосферу в результате активных вулканических извержений в Североатлантической магматической провинции.

Нынешнее потепление, по мнению ученых, также обусловлено ростом парниковых газов в атмосфере, только теперь причина другая — деятельность человека, которая по силе своего воздействия на климат сопоставима с самыми мощными природными процессами.

По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), если ничего не менять, к 2300 году превышение средней глобальной температуры по сравнению с периодом 1961-1990 годов, принятым за точку отсчета в палеоклиматических построениях, составит 8,5 градусов.

Но, отмечают авторы, даже при самом оптимистичном сценарии, предусматривающем повышение всего на 2,6 градуса, исходя из новой эталонной кривой, уже к 2150 году начнется активное таяние континентальных ледниковых щитов, что приведет к резкому подъему уровня Мирового океана со всеми вытекающими последствиями.

18 мая 2020, 17:50

Ученые доказали влияние человека на глобальное потепление

Как выглядела Земля 600 млн лет назад?

В глобальной сети появился интересный сервис (dinosaurpictures.org), позволяющий посмотреть, как выглядела наша планета 100, 200, … 600 миллионов лет назад. Листинг событий, происходящих в истории нашей планеты приведён ниже.

Наше время
Антропоцен. На Земле практически не осталось мест, не испытывающих деятельность человека.

20 миллионов лет назад
Неогеновый период. Млекопитающие и птицы начинают походить на современные виды. В Африке появились первые гоминиды.

35 миллионов лет назад
Средний ярус Плейстоцена в эпоху Чертвертичного периода. В ходе эволюции из небольших и простых форм млекопитающих появились большее сложные и разнообразные виды. Развиваются приматы, китообразные и другие группы живых организмов. Земля остывает, получают распространения лиственные породы деревьев. Первые виды травянистых растений эволюционируют.

50 миллионов лет назад
Начало третичного периода. После того, как астероид уничтожил динозавров, выжившие птицы, млекопитающие и рептилии, эволюционируя, занимают освободившиеся ниши. От наземных млекопитающих ответвляется группа предков китообразных, которая начинает осваивать просторы океанов.

65 миллионов лет назад
Поздний мел. Массовое исчезновение динозавров, морских и летающих рептилий, а также множества морских беспозвоночных и других видов. Учёные придерживаются мнения, что причиной вымирания стало падения астероида в районе настоящего полуострова Юкатан (Мексика).

90 миллионов лет назад
Меловой период. По Земле продолжают разгуливать Трицератопсы и Пахицефалозавры. Первые виды млекопитающих, птиц и насекомых продолжают эволюционировать.

105 миллионов лет назад
Меловой период. По Земле разгуливают Трицератопсы и Пахицефалозавры. Появляются первые виды млекопитающих, птиц и насекомых.

120 миллионов лет назад
Ранний Мел. На земле тепло и влажно, ледовые полярные шапки отсутствуют. В мире доминируют рептилии, первые мелкие млекопитающие ведут полускрытый образ жизни. Цветковые растения эволюционируют и распространяются по всей Земле.

150 миллионов лет назад
Конец Юрского периода. Появились первые ящерицы, эволюционируют примитивные плацентарные млекопитающие. Динозавры доминируют на всей суше. Мировой океан населяют морские рептилии. Птерозавры становятся доминирующими позвоночными в воздухе.

170 миллионов лет назад
Юрский период. Динозавры процветают. Эволюционируют первые млекопитающие и птицы. Жизнь океана отличается разнообразием. Климат на планете очень тёплый и влажный.

200 миллионов лет назад
Поздний Триас. В результате массового вымирания исчезает 76% всех видов живых организмов. Численность популяций выживших видов также сильно снижается. Виды рыб, крокодилов, примитивных млекопитающих, а также птерозавров пострадали в меньшей степени. Появляются первые настоящие динозавры.

220 миллионов лет назад
Средний Триас. Земля восстанавливается после Пермско-Триасового вымирания. Начинают появляться мелкие динозавры. Вместе с первыми летающими беспозвоночными появляются Терапсиды и Архозавры.

240 миллионов лет назад
Ранний Триас. Из-за гибели большого числа видов наземных растений отмечается низкое содержание кислорода в атмосфере планеты. Многие виды кораллов исчезли, пройдёт много миллионов лет прежде чем над поверхностью Земли начнут вздыматься коралловые рифы. Небольшие по размерам предки динозавров, птиц и млекопитающих выживают.

260 миллионов лет назад
Поздняя Пермь. Самое массовое вымирание в истории планеты. Около 90% всех видов живых организмов исчезает с лица Земли. Исчезновение большинства видов растений приводит к голодной смерти большого количества видов травоядных рептилий, а затем и хищных. Насекомые лишаются среды обитания.

280 миллионов лет назад
Пермский период. Массивы суши сливаются вместе и формируют суперконтинет Пангею. Климатические условия ухудшаются: начинают расти полярные шапки и пустыни. Площадь пригодная для произрастания растений резко снижается. Несмотря на это четвероногие рептилии и и амфибии дивергируют. Океаны изобилуют различными видами рыб и беспозвоночных.

300 миллионов лет назад
Поздний Карбон. У растений появляется развитая корневая система, что позволяет им успешно заселять труднодоступные участки суши. Площадь поверхности Земли, занятая растительностью увеличивается. Содержание кислорода в атмосфере планеты также увеличивается. Жизнь начинает активно развиваться под пологом древней растительности. Эволюционирую первые рептилии. Появляется множество разнообразных гигантских насекомых.

340 миллионов лет назад
Карбон (Каменноугольный период). На Земле происходит массовое вымирание морских организмов. У растений появляется более совершенная корневая система, которая позволяет более успешно захватывать новые участки суши. Концентрация кислорода в атмосфере планеты увеличивается. Первые рептилии эволюционируют.

370 миллионов лет назад
Поздний Девон. По мере развития растений, жизнь на суше усложняется. Появляется большое количество видов насекомых. У рыб появляются крепкие плавники, которые в итоге развиваются в конечности. Первые позвоночные выползают на сушу. Океаны изобилуют кораллами, различными видами рыб, включая акул, а также морскими скорпионами и головоногими моллюсками. Начинают появляться первые признаки массового вымирания морских живых организмов.

400 миллионов лет назад
Девон. Растительная жизнь на суше усложняется, ускоряя эволюцию наземных животных организмов. Насекомые дивергируют. Видовое разнообразие Мирового океана увеличивается.

430 миллионов лет назад
Силур. Массовое вымирание стирает с лица планеты половину видового разнообразия морских беспозвоночных.  Первые растения начинают осваивать сушу и заселять прибрежную полосу. У растений начинает развиваться проводящая система, которая ускоряет транспорт воды и питательных веществ к тканям. Морская жизнь становится более разнообразной и многочисленной. Некоторые организмы покидают рифы и обосновываются на суше.

450 миллионов лет назад
Поздний Ордовик. Моря изобилуют жизнью, появляются коралловые рифы. Водоросли по-прежнему являются единственными многоклеточными растениями. Сложная жизнь на суше отсутствует. Появляются первые позвоночные, включая бесчелюстных рыб. Появляются первые предвестники массового вымирания морской фауны.

470 миллионов лет назад
Ордовик. Морская жизнь становится более разнообразной, появляются кораллы. Морские водоросли являются единственными многоклеточными растительными организмами. Появляются простейшие позвоночные.

500 миллионов лет назад
Поздний Кембрий. Океан просто кишит жизнью. Этот период бурного эволюционного развития множества форм морских организмов получил название “Кембрийский взрыв”. 

540 миллионов лет назад
Ранний Кембрий. Массовое вымирание имеет место быть. В ходе эволюционного развития у морских организмов появляются раковины и экзоскелет. Ископаемые останки свидетельствуют о начале “Кембрийского взрыва”.

560 миллионов лет назад
Поздний Эдиакарий. Жизнь эволюционирует в океане, начинают появляться многоклеточные организмы. Появляются первые предвестники массового вымирания.

600 миллионов лет назад
Эдиакарий. Жизнь эволюционирует в море. Начинают появляться первые многоклеточные организмы.

Continents in Collision: Pangea Ultima

(требуется RealPlayer)

6 октября 2000 г. — Через 250 миллионов лет Земля будет совсем другой.

Африка собирается врезаться в Европу, поскольку Австралия мигрирует на север, чтобы слиться с Азией. Тем временем Атлантический океан, вероятно, на какое-то время расширится, прежде чем изменит курс и позже исчезнет.

Двести пятьдесят миллионов лет назад массивы суши Земли были сгруппированы в один суперконтинент, получивший название Пангея. Как мог бы сказать Йоги Берра, это похоже на «дежа вю снова и снова», поскольку современные континенты медленно сходятся в течение следующих 250 миллионов лет, чтобы сформировать еще один мегаконтинент: Ультима Пангея.

Вверху:  Карта мира, каким он может быть через 250 миллионов лет. Обратите внимание на объединение большей части суши в один суперконтинент «Pangea Ultima» с внутренним морем — все, что осталось от когда-то могущественного Атлантического океана. Изображение предоставлено доктором Кристофером Скотезе.

Поверхность Земли разбита на большие куски, которые медленно смещаются — постепенный процесс, называемый «тектоникой плит». Используя геологические подсказки, чтобы разгадать прошлые миграции континентов, доктор Кристофер Скотезе, геолог из Техасского университета в Арлингтоне, сделал обоснованное «предположение» о том, как континенты будут перемещаться на сотни миллионов лет вперед. .

«Конечно, мы не знаем будущего, — сказал Скотезе. «Все, что мы можем сделать, — это предсказать, как будут продолжаться движения плит, какие новые вещи могут произойти и чем все это закончится». Среди этих прогнозов: Африка, вероятно, продолжит свою северную миграцию, закрывая Средиземное море и поднимая горный хребет гималайского масштаба в южной Европе.

Каково это видеть, как сталкиваются два континента? Просто посмотрите на Средиземноморье сегодня.

Африка медленно сталкивалась с Европой в течение миллионов лет, сказал Скотезе. «Италия, Греция и почти все в Средиземноморье являются частью (Африканской плиты), и последние 40 миллионов лет она сталкивается с Европой».

Это столкновение подняло Альпы и Пиренейские горы и стало причиной землетрясений, которые время от времени поражают Грецию и Турцию, отметил Скотезе.

Вверху:  Возможный внешний вид Земли через 50 миллионов лет. Африка столкнулась с Европой, перекрыв Средиземное море. Атлантика расширилась, и Австралия мигрировала на север. Изображение предоставлено доктором Кристофером Скотезе.

«Средиземное море — это остаток гораздо более крупного океана, который закрылся за последние 100 миллионов лет и будет продолжать закрываться», — сказал он. «Все больше и больше тарелки будут сминаться и подниматься все выше и выше, как Гималаи».

Австралия также, вероятно, сольется с Евразийским континентом.

«Австралия движется на север и уже сталкивается с южными островами Юго-Восточной Азии», — продолжил он. «Если мы спроецируем это движение, левое плечо Австралии будет захвачено, а затем Австралия повернется и столкнется с Борнео и южным Китаем — что-то вроде столкновения Индии 50 миллионов лет назад — и добавится к Азии».

Между тем, Америка будет удаляться от Африки и Европы, поскольку Атлантический океан неуклонно растет. Морское дно Атлантики разделено с севера на юг подводным горным хребтом, по которому из недр Земли поднимается новый каменный материал. Две половины морского дна медленно расходятся по мере того, как хребет заполняется новым материалом, в результате чего Атлантика расширяется.

«Это примерно так же быстро, как растут ваши ногти. Может быть, немного медленнее», — сказал Скотезе. Тем не менее, через миллионы лет это мельчайшее движение разъединит континенты.

Слева : Спутник НАСА LAGEOS II измеряет крошечные смещения положения континентов с околоземной орбиты. [подробнее]

Эта часть прогноза достаточно точна, потому что это просто продолжение существующих движений. За пределами примерно 50 миллионов лет прогнозирование становится более трудным.

«Самое сложное — это неуверенность в (новых моделях поведения)», — сказал Скотезе.

«Это похоже на то, что если вы едете по шоссе, вы можете предсказать, где вы будете через час, но если произойдет авария или вам придется съехать, вы измените направление. И у нас есть чтобы попытаться понять, что вызывает эти изменения. Именно здесь мы должны сделать некоторые предположения о далеком будущем — через 150–250 миллионов лет».

В случае расширяющейся Атлантики геологи считают, что «зона субдукции» в конечном итоге сформируется либо на восточной, либо на западной окраине океана. В зоне субдукции дно океана погружается под край континента и уходит вглубь Земли.

«Зона субдукции оказывается самой важной частью системы, если вы хотите понять, что заставляет плиты двигаться», — сказал Скотезе.

Подобно холодному воздуху, дрейфующему зимой с открытого чердака, холодное плотное морское дно у кромки океана иногда начинает погружаться в пластилиновый слой под земной корой, называемый «мантией».

«Когда он тонет, он тянет за собой остальную часть тарелки», как скатерть, соскальзывающая со стола. По словам Скотезе, это объясняет большую часть силы, которая перемещает плиты.

Эта теория «натяжения плиты» для механизма, приводящего в движение плиты, противоречит более старой теории «речного плота».

«Долгое время у геологов была эта модель, согласно которой существовали «конвейерные ленты» мантийной конвекции, и континенты пассивно двигались по этим конвейерным лентам, вроде плота по реке», — сказал Скотезе. «Но эта теория неверна».

Если зона субдукции начнется с одной стороны Атлантики — Скотез полагает, что это будет западная сторона, — она начнет медленно затягивать морское дно в мантию. Если это произойдет, хребет, по которому простирается дно Атлантического океана, в конечном итоге будет втянут в Землю. Расширение прекратится, и Атлантика начнет сжиматься.

Десятки миллионов лет спустя Америка врежется в слившийся Евро-Африканский континент, выдвинув вдоль границы новую горную гряду, похожую на Гималаи. В этот момент большая часть суши в мире будет объединена в суперконтинент под названием «Pangea Ultima». По словам Скотезе, столкновение может также захватить внутренний океан.

«Начнем с того, что все это в значительной степени фантастика. Но думать о том, что может произойти, — это забавное упражнение», — сказал он. «И вы можете сделать это, только если у вас есть действительно четкое представление о том, почему все происходит в первую очередь».

На данный момент кажется, что через 250 миллионов лет континенты Земли снова сольются в один гигантский массив суши… как это было 250 миллионов лет назад. От Пангеи до настоящего времени,
до Пангеи Ультима!

Веб-ссылки

PALEOMAP — Веб-сайт проекта по прогнозированию будущего положения континентов Земли. На сайте также есть реконструкции прошлого положения континентов, а также оценки прошлого климата.

Информация о тектонике плит — Геологическая служба США

В движении — Континентальный дрейф и тектоника плит — Узнайте больше о роли НАСА в исследовании континентального дрейфа

Dr. Christopher Scotese — Dr. Информация об ученом из Техасского университета в Арлингтоне.

Пангея | Определение, карта, история и факты

Пермская палеогеография

См. все СМИ

Ключевые люди:

Альфред Вегенер

Похожие темы:

тектоника плит
Триасовый период
Пермский период
Континентальный дрифт

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Как давно существовала Пангея?

Пангея существовала примерно между 299 миллионов лет назад (в начале пермского периода геологического времени) до примерно 180 миллионов лет назад (в течение юрского периода). Он оставался в полностью собранном состоянии около 100 миллионов лет, прежде чем начал распадаться. Концепция Пангеи была впервые разработана немецким метеорологом и геофизиком Альфредом Вегенером в 1915 году.

тектоника плит

Подробнее о формировании и фрагментации Пангеи.

Что такое суперконтинент?

Суперконтинент — это массив суши, состоящий из большей части или всей суши Земли. По этому определению сушу, образованную современной Африкой и Евразией, можно считать суперконтинентом. Самым последним суперконтинентом, вобравшим в себя все основные — и, возможно, самые известные — массивы суши Земли, была Пангея. Суперконтиненты эпизодически сливались и распадались на протяжении геологической истории Земли. Ученые предполагают, что следующий суперконтинент, способный соперничать по размерам с Пангеей, сформируется примерно через 250 миллионов лет, когда столкнутся Африка, Америка и Евразия.

Тектоника плит

Узнайте больше о цикле суперконтинентов.

Как образовалась Пангея?

В настоящее время широко признано, что образование суперконтинентов, таких как Пангея, можно объяснить тектоникой плит — научной теорией, согласно которой поверхность Земли состоит из системы плит, плавающих поверх более глубокого пластического слоя. Тектонические плиты Земли сталкиваются и погружаются друг под друга на сходящихся границах, отрываются друг от друга на расходящихся границах и смещаются в поперечном направлении относительно друг друга на трансформируемых границах. Континенты объединяются, образуя суперконтиненты, такие как Пангея, каждые 300–500 миллионов лет, прежде чем снова разделиться. Многие геологи утверждают, что континенты сливаются по мере того, как океан (такой как Атлантический океан) расширяется, распространяясь по расходящимся границам. Со временем, когда массивы суши сталкиваются на оставшемся ограниченном пространстве, формируется суперконтинент размером с Пангею.

тектоника плит

Узнайте больше о тектонике плит.

Как формирование Пангеи повлияло на жизнь на Земле?

Геологи утверждают, что формирование Пангеи, по-видимому, было частично ответственным за массовое вымирание в конце пермского периода, особенно в морской области. По мере формирования Пангеи размеры мелководных сред обитания сокращались, а наземные барьеры препятствовали циркуляции холодных полярных вод в тропиках. Считается, что это привело к снижению уровня растворенного кислорода в тепловодных местообитаниях, которые остались и способствовали 95-процентное сокращение разнообразия морских видов. Распад Пангеи имел противоположный эффект: по мере увеличения общей длины береговой линии появилось больше мелководных мест обитания, а новые места обитания были созданы по мере того, как открывались каналы между меньшими массивами суши и позволяли смешиваться теплым и холодным водам океана. На суше распад разделил популяции растений и животных, но формы жизни на недавно изолированных континентах со временем выработали уникальные приспособления к новой среде, и биоразнообразие увеличилось.

видообразование

Узнайте больше о том, как работает видообразование (образование новых и отдельных видов).

Как Пангея повлияла на климат Земли?

Пангея была огромной и обладала большой степенью климатической изменчивости, а ее внутренняя часть была более прохладной и засушливой, чем ее края. Некоторые палеоклиматологи сообщают о коротких сезонах дождей в сухих недрах Пангеи. На климатические особенности всего земного шара повлияло и присутствие Пангеи, поскольку она простиралась от далеких северных широт до далеких южных широт. Экваториальные воды Панталасса — суперокеан, окружавший Пангею, — были в значительной степени изолированы от холодных океанских течений, потому что моря Палео-Тетис и Тетис, которые вместе образовывали огромное теплое море, окруженное различными частями Пангеи, также влияли на климат суперконтинента, принося влажный климат. тропический воздух и дождь по ветру. Распад Пангеи мог также способствовать повышению температуры на полюсах, поскольку более холодные воды смешивались с более теплыми.

океанское течение

Узнайте больше о влиянии океанских течений.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Пангея , также пишется как Пангея , в раннее геологическое время суперконтинент, который включал почти все массивы суши на Земле. Пангея была окружена глобальным океаном под названием Панталасса и полностью сформировалась к ранней пермской эпохе (от 299 до 273 миллионов лет назад). Суперконтинент начал распадаться около 200 миллионов лет назад, в раннеюрскую эпоху (от 201 до 174 миллионов лет назад), в конечном итоге сформировав современные континенты, а также Атлантический и Индийский океаны. Существование Пангеи впервые было высказано в 19 г.12 немецкого метеоролога Альфреда Вегенера как часть его теории дрейфа континентов. Его название происходит от греческого pangaia , что означает «вся Земля».

Формирование

Сборка составных массивов суши Пангеи шла полным ходом в девонский период (от 419,2 до 358,9 млн лет назад) в виде палеоконтинентов Лаврентия (масса суши, состоящая из Североамериканского кратона, то есть стабильной внутренней части континента). ) и Балтика (масса суши, состоящая из Восточно-Европейского кратона) соединились с несколькими меньшими микроконтинентами, чтобы сформировать Еврамерику. К началу пермского периода (29 г.от 8,9 млн до 252,2 млн лет назад) северо-западная береговая линия древнего континента Гондвана (палеоконтинент, который в конечном итоге разделился на части, превратившиеся в Южную Америку, Индию, Африку, Австралию и Антарктиду) столкнулась и соединилась с южной частью Еврамерики (палеоконтинент из Северной Америки и Южной Европы). С слиянием Ангарского кратона Сибири с этим объединенным массивом суши в середине ранней перми сборка Пангеи была завершена.

География

Пангея имела С-образную форму, при этом основная часть ее массы простиралась между северным и южным полярными регионами Земли. Изгиб восточного края суперконтинента содержал залив, называемый морем Тетис или океаном Тетис. Океан Палео-Тетис сформировался на начальной стадии сборки Пангеи. Этот океан был медленно заменен океаном Неотетис после того, как полоса континентального материала, известная как Киммерийский континент или Киммерийский супертеррейн, отделилась от северной Гондваны и повернулась на север.

На периферии Пангеи находилась Катаисия, небольшой континент, простирающийся за восточным краем Ангары и включающий массивы суши Северного и Южного Китая. Катайсия лежала в западной части Панталассового океана и в восточной части Палео-Тетийского океана. Оба океана содержали также разрозненные фрагменты континентальной коры (микроконтиненты), базальтовые вулканические островные дуги, океанические плато и желоба. Эти островные дуги и другие изолированные массивы суши позже были приварены к окраинам Пангеи, образуя сросшиеся террейны (массы суши, сталкивающиеся с континентами).

Объединение различных больших массивов суши в суперконтинент привело к развитию обширного сухого климата в тропиках суперконтинента в пермские времена. Когда низкоширотные морские пути закрылись, теплые поверхностные океанские течения отклонились в гораздо более высокие широты (области, расположенные ближе к полюсам), и вдоль западного побережья Пангеи развился апвеллинг прохладных вод. Обширные события горообразования (или горообразования) происходили там, где континенты сталкивались друг с другом, а недавно созданные высокие горные хребты сильно влияли на местный и региональный земной климат. Атмосферный поток с востока на запад в умеренных и высоких широтах был нарушен двумя высокими горными цепями — одной в тропиках, ориентированной с востока на запад, и одной, идущей с севера на юг, — которые отводили теплый морской воздух в более высокие широты.

Возможно, эти события способствовали серии вымираний, имевших место ближе к концу пермского периода. Палеоэкологи утверждают, что столкновения континентов уничтожили несколько мелководных морских бассейнов — основную среду обитания большинства морских беспозвоночных — и ориентацию Пангеи с севера на юг, которая резко изменила модели циркуляции океана, изменили региональный климат. Кроме того, к концу пермского периода суша в значительной степени препятствовала проникновению более прохладных вод у полюсов в бассейны Палео-Тетиса и Неотетиса, что могло привести к повышению температуры воды на мелководье выше пределов переносимости кораллов и других организмов. см. также Пермское вымирание).

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Распад

Механизм распада Пангеи теперь объясняется с точки зрения тектоники плит, а не устаревшей концепции дрейфа континентов Вегенера, которая просто утверждала, что континенты Земли когда-то были объединены в суперконтинент Пангею, который просуществовал большую часть геологическое время. Тектоника плит утверждает, что внешняя оболочка Земли, или литосфера, состоит из больших жестких плит, которые раздвигаются на океанских хребтах, сходятся в зонах субдукции или скользят друг мимо друга по линиям разломов. Характер расширения морского дна указывает на то, что Пангея не раскололась на части сразу, а скорее фрагментировалась на отдельные этапы. Тектоника плит также постулирует, что континенты соединялись друг с другом и несколько раз распадались в геологической истории Земли.

Первыми океанами, образовавшимися в результате распада около 180 миллионов лет назад, были центральная часть Атлантического океана между северо-западной Африкой и Северной Америкой и юго-западная часть Индийского океана между Африкой и Антарктидой. Южная часть Атлантического океана открылась около 140 миллионов лет назад, когда Африка отделилась от Южной Америки. Примерно в то же время Индия отделилась от Антарктиды и Австралии, образовав центральную часть Индийского океана. Наконец, около 80 миллионов лет назад Северная Америка отделилась от Европы, Австралия начала откалываться от Антарктиды, а Индия откололась от Мадагаскара. Примерно 50 миллионов лет назад Индия столкнулась с Евразией, образовав Гималаи.

Огромный суперконтинент сформируется через сотни миллионов лет

Суперконтинент Пангея доминировал на поверхности Земли примерно 200 миллионов лет назад.
(Изображение предоставлено: Getty Images)

Суперконтиненты — гигантские массивы суши, состоящие из нескольких континентов — могут снова появиться на Земле через 200 миллионов лет, и их формирование на земном шаре может резко повлиять на климат нашей планеты.

Ученые недавно смоделировали этот взгляд на Землю из «глубокого будущего» с преображением суперконтинента, представив свои выводы 8 декабря на ежегодном собрании Американского геофизического союза (AGU), которое в этом году проводилось онлайн. Они исследовали два сценария: в первом, примерно через 200 миллионов лет в будущем, почти все континенты отодвинутся в северное полушарие, а Антарктида осталась в полном одиночестве в Южном полушарии; по второму сценарию, примерно через 250 миллионов лет в будущем, вокруг экватора образуется суперконтинент, простирающийся в Северное и Южное полушария.

Для обоих исследователи рассчитали влияние на глобальный климат на основе топографии суперконтинентов. Они были удивлены, обнаружив, что, когда континенты были сдвинуты вместе на севере, а местность была гористой, глобальные температуры были значительно ниже, чем в других моделях. Такой результат может предвещать глубокое замораживание, не похожее ни на что в прошлом Земли, которое продлится не менее 100 миллионов лет, сообщили ученые из AGU.

Связанный: 8 величайших загадок Земли

Континенты Земли не всегда выглядели так, как сегодня. По словам ведущего автора исследования Майкла Уэя, физика из Института космических исследований им. Нью-Йорк.

Самый последний суперконтинент (относительно) был Пангея , которая существовала примерно от 300 до 200 миллионов лет назад и включала в себя то, что сейчас является Африкой, Европой, Северной Америкой и Южной Америкой. До Пангеи был суперконтинент Родиния, существовавший от 900 миллионов до 700 миллионов лет назад, а до этого была Нуна, сформировавшаяся 1,6 миллиарда лет назад и распавшаяся 1,4 миллиарда лет назад, ранее сообщал Live Science .

Другая группа ученых ранее смоделировала суперконтиненты далекого будущего. Суперконтинент, который они назвали «Аурика», должен был слиться через 250 миллионов лет из континентов, собравшихся вокруг экватора, а «Амазия» — около 9 000 000 лет.0287 Северный полюс . Для нового исследования Уэй и его команда взяли массивы суши Аурики и Амасии и разные топографии — высокогорные; плоский и близкий к уровню моря; или в основном плоские, но с некоторыми горами — и подключили их к модели циркуляции под названием ROCKE-3D , — рассказал Уэй Live Science.

Моделирование показывает возможные конфигурации суши для суперконтинентов в «далеком будущем» Земли. (Изображение предоставлено MJ Way, H.S. Davies, Joao Duarte, JAM Green)

В дополнение к тектоника плит , другие параметры повлияли на расчеты моделей для глубинных будущих Земель, основанные на том, как Земля меняется с течением времени. Например, через 250 миллионов лет Земля будет вращаться немного медленнее, чем сегодня, что учтено в модели, пояснил Уэй.

«Скорость вращения Земли со временем замедляется — если вы переместитесь на 250 миллионов лет в будущее, продолжительность дня увеличится примерно на 30 минут, поэтому мы включили это в модель, чтобы увидеть, повлияло ли это», — сказал Уэй. Солнечная светимость также немного увеличится через 250 миллионов лет, «потому что солнце со временем постепенно становится ярче», — сказал он. «Мы также включили это в модель, поэтому мы увеличили количество радиации, которую видит планета».

Связанный: Как Северная Америка выросла как континент

Самым неожиданным результатом их моделей было то, что глобальные температуры были ниже почти на 7,2 градуса по Фаренгейту (4 градуса по Цельсию) в мире с гористым суперконтинентом Амасия в Северном полушарии. Это было в основном из-за сильной обратной связи ледового альбедо. Снег и лед на этом северном суперконтиненте в высоких широтах создали постоянный покров над землей в летние и зимние месяцы, «и это, как правило, поддерживает температуру поверхности на пару градусов ниже, чем во всех других сценариях», — сказал Уэй.

Для сравнения, в моделях менее гористой Амасии могли образовываться озера и внутренние моря. Они переносили атмосферное тепло на север от экватора, сезонно таяли снег и лед, чтобы земля не была постоянно заморожена.

Сегодня на Земле циркуляция океана переносит тепло в далекие северные регионы, путешествуя вокруг Гренландии и через Берингов пролив. Но когда образуется суперконтинент и эти пути закрываются, «тогда вы не можете переносить это теплое океанское тепло из более низких широт или южного лета на север, чтобы таять и сохранять тепло», — сказал Уэй.

Последние ледниковые периоды Земли длились десятки тысяч лет. Но формирование Амасии может привести к ледниковому периоду, который будет значительно дольше.

— В данном случае мы говорим о 100 миллионах лет, 150 миллионах лет, — сказал Уэй.

Что это может означать для жизни на Земле? С исчезновением тропических низменностей исчезнет и невероятное биоразнообразие, которое они поддерживают. Однако могут появиться новые виды, которые будут приспособлены к выживанию в экстремально холодных условиях, как это было во время более ранних ледниковых периодов.

«Если дать эволюции достаточно времени, она найдет способ заполнить каждую экологическую нишу,» сказал Уэй. И в такой ситуации, когда исключительный холод будет преобладать на планете в течение 100 миллионов лет или более, «это долгий срок для работы эволюции», — сказал он.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Минди Вайсбергер — старший автор журнала Live Science, освещающий общие темы, включая изменение климата, палеонтологию, странное поведение животных и космос. Минди имеет степень M.F.A. в области кино Колумбийского университета; до Live Science она продюсировала, писала и руководила СМИ для Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Ее видеоролики о динозаврах, астрофизике, биоразнообразии и эволюции появляются в музеях и научных центрах по всему миру, получая такие награды, как CINE Golden Eagle и Communicator Award of Excellence. Ее статьи также публиковались в журналах Scientific American, The Washington Post и How It Works Magazine.

Pangea Ultimathe Future — экологические следы

Последнее обновление: сб, 13 августа 2022 г. |
Экологические следы

Ученых интересует, каким может быть будущее и как в итоге может выглядеть Земля. Каким будет его климат? Как будут функционировать его экосистемы? Сколько изменений будет естественным, а сколько будет вызвано деятельностью человека? В случае с тектоникой плит геологи смогли проследить движение земных плит назад во времени, чтобы определить географическое положение континентов и влияющие на них климаты, такие как тропический, полярный или умеренный.

Тектонический процесс земных плит продолжается и сегодня, и ученые задаются вопросом, какой станет географическая конфигурация континентов в один прекрасный день. Хотя эти прогнозы носят теоретический характер, они представляют интригующую картину того, что может быть в будущем и какую роль может сыграть климат.

Доктор Кристофер Р. Скотезе, геолог из Техасского университета, считает, что спроецировать расположение континентов через 50 миллионов лет несложно. Однако планировать дальше этого гораздо сложнее, потому что непредсказуемые причинно-следственные связи могут резко изменить результаты. «Пятьдесят миллионов лет — это довольно просто. Это как будто вы едете по шоссе и хотите знать, где будете через 10 минут. Вы проверяете спидометр, делаете расчеты и проецируете свое текущее движение. 50 миллионов лет — как на шоссе, могут случиться неожиданные вещи».

Проецировать дальше в будущее сложнее, потому что это гораздо больше, чем простая экстраполяция. Вместо этого должны быть разработаны правила, регулирующие не только их перемещение, но и то, где будут формироваться зоны субдукции и глубокие океанские впадины. Они могут менять форму, но редко полностью исчезают, потому что коренная порода весит немного по сравнению с плотной океанской корой. Континенты буквально плавают, как и горы. Однажды сформировавшись, они имеют тенденцию сохраняться и исчезать только после того, как эрозия изнашивает их веками. Трудная часть состоит в том, чтобы предсказать развитие новых зон субдукции на морском дне и рассчитать, насколько быстро такие зоны будут перестраивать континенты. «Тяжело

(на противоположной странице) Проект палеокарты доктора Кристофера Р. Скотезе. (A) Вот как может выглядеть распределение континентов на Земле через 50 миллионов лет. Атлантика может расшириться, Африка столкнется с Европой, закрывающей Средиземное море, Австралия столкнется с Юго-Восточной Азией, а Калифорния сдвинется на север вдоль побережья к Аляске. (B) Это Ультима Пангея через 250 миллионов лет. Он сформируется в результате субдукции океанского дна Северной и Южной Атлантики под восточную часть Северной Америки и Южной Америки. В центре этого суперконтинента будет небольшой океанический бассейн. (Источник: www.scotese.com)

, чтобы понять все силы внизу, — говорит Скотезе. Вероятно, это как-то влияет на то, в каком направлении движутся плиты. (треугольники указывают в направлении субдукции) — Спрединговый хребет морского дна

Нижняя Калифорния

ТИХООКЕАНСКИЙ

o Future World +50 MA

Baja California

Pacific

Ocean

Восточно -Тихоокеанский Рост

o Future World +250 MA

Ocean

Pacific Ocean. (треугольники указывают в направлении субдукции) — Спрединговый хребет морского дна

O Infobase Publishing

Несколько геологов предсказали, что через 50 миллионов лет тектоническое движение разлома Сан-Андреас сместит Лос-Анджелес на север в район Сан-Франциско. . В конце концов, Лос-Анджелес переместится на север до Анкориджа, Аляска.

В 1998 году д-р Скотезе создал проект под названием «Проект палеокарты» (www.scotese.com), в рамках которого проецируется, как континенты могут выглядеть через 50 и 250 миллионов лет. Он называет конфигурацию, предсказанную через 250 миллионов лет, Pangea Ultima. Чтобы выяснить окончательное расположение континентов, доктор Скотезе использовал компьютерный алгоритм для моделирования механизмов, которые двигают плиты, например, где зоны субдукции перерабатывают и плавят плиты, где траншеи на дне океана разрывают континенты на части, где хребты на дне океана разрывают дно океана и отодвигают континенты друг от друга, и там, где другие континенты сталкиваются друг с другом, создавая новые горные хребты.

Доктор Скотезе считает, что наиболее сложной частью моделирования будущего распределения континентов является предсказание развития новых зон субдукции и определение того, насколько агрессивными они будут при перемещении плит по сравнению с более старыми зонами субдукции. В дополнение к силам, действующим на земную кору, силы глубоко внутри мантии Земли играют роль в тектонике плит, и их трудно моделировать.

Доктор Скотезе предсказывает, что процессы, которые приведут Землю через 250 миллионов лет к Пангее Ультима, начнутся с закрытием Средиземного моря. Затем, через 25–75 миллионов лет, Австралия мигрирует на север, столкнется с Индонезией и Малайзией, затем повернется против часовой стрелки и столкнется с Филиппинами и Азией, в конечном итоге объединив их все вместе. Кроме того, Антарктида будет мигрировать на север, в результате чего ее ледяная шапка растает. Примерно через 100 миллионов лет он войдет в Индийский океан. Затем, 50 миллионов лет спустя, он расселится между Мадагаскаром и Индонезией, превратив Индийский океан во внутреннее море.

Самым радикальным изменением станет закрытие Атлантического океана. Затем, через 200 миллионов лет, Ньюфаундленд столкнется с Африкой, а Бразилия упрется в Южную Африку. Наконец, через 250 миллионов лет все континенты сольются в новый суперконтинент, Ультима Пангея, который окружит остатки старого Индийского океана.

Это всего лишь один из прогнозов того, как Земля может выглядеть в будущем. Другие ученые предполагают, что вместо исчезновения Атлантического океана может исчезнуть Тихий океан, оттеснив Северную и Южную Америку в Азию и сформировав гипотетический новый континент под названием Амасия.

Тем не менее, это гипотетические проекции будущего Земли, созданные с помощью компьютерных моделей. Хотя никто точно не знает, как будет выглядеть Земля в отдаленном будущем, возникают интересные вопросы о том, каким может быть климат Земли. Если основная часть континентов расположена вблизи экватора, что будет с теми экосистемами, которые не были тропическими? Точно так же как насчет тропических мест обитания, которые теперь могут находиться в средних широтах? Кроме того, если Антарктида мигрирует на север и ее ледяная шапка полностью растает, каким будет уровень моря? Каков будет состав морской воды и какова будет новая конфигурация основных океанских течений?

При новом пространственном расположении континентов, несомненно, возникнет новое распределение океанских течений, что, в свою очередь, повлияет на глобальное распределение тепла. Это повлияет на распределение растительности, что, в свою очередь, повлияет на углеродный цикл. Наконец, в свете всех этих гипотетических изменений и их воздействия на энергию, тепло и углеродный цикл, какую роль во всем этом будет играть глобальное потепление? Будет ли глобальное потепление контролироваться 250 миллионов лет назад, чтобы все еще оставались продуктивные цивилизации, чтобы увидеть, как будет выглядеть настоящая Pangea Ultima? На эти вопросы ученые-климатологи усердно работают, чтобы ответить сегодня.

геологическая шкала времени

00

© Издательство «Инфобаза»

Химические элементы

Ведущий лутетийский марганский марганец Meitnerium Mercury Molybdenum Никель ниобий осмий Palladium Platinum Rhenium Radium Roentgenlurm Ruthenium rutherfordlum

111 44 ​​104

(G) Pnictogen (C) Methallics Metallics.

мышьяк сурьма висмут азот фосфор

унунпентий Uup

33 51 83 7 15 115

(g) нет (c) полуметаллический элемент условное обозначение п.н. бор B 5

германий Ge 32 кремний Si 14

(g) пниктоген (c) металлик element_symbol a.n.

а.н. = атомный номер (g) = группа (c) = классификация

* = полуметаллы (c) ** = неметаллы (c) *** = металл для монет (g) **** = драгоценный металл (g)

Продолжить чтение здесь: Глоссарий

Было ли это статья полезная?

Случалось ли изменение климата однажды в истории Земли?

Это были странные дни в начале эпохи млекопитающих. Планета все еще переживала похмелье после удивительного исчезновения своих знаменитых суперзвезд — динозавров. Новейший кратер Земли все еще представлял собой тлеющую систему гидротермальных жерл, бурлящих под Мексиканским заливом. После Армагеддона наши контуженные предки смиренно договорились о новых ролях на планете, которую они унаследовали совершенно случайно. Вскоре жизнь вошла в новые ритмы: на Земле появились 50-футовые удавы, скользящие по паровым джунглям, птицы выросли гигантскими, подражая своим давно ушедшим родственникам, и появились современные млекопитающие, которых мы могли бы распознать прищурившись. Через несколько миллионов лет, высвободившись из-под железной пяты исчезнувших гигантов, они начали экспериментировать. Первые киты скакали по пакистанскому архипелагу на четвереньках, проверяя жизнь в воде. Первые лемуроподобные приматы спрыгнули с верхушек деревьев, и по лесу промчались копытные существа всех видов.

Но наиболее поразительной особенностью этой ранней эпохи млекопитающих является то, что она была почти невероятно жаркой, такой жаркой, что около 50 миллионов лет назад за Полярным кругом водились крокодилы, пальмы и песчаные тигровые акулы. На другой стороне сине-зеленого шара, в водах, которые сегодня окружают Антарктиду, температура поверхности моря могла бы превысить немыслимые 86 градусов градусов по Фаренгейту, а на самой Антарктиде почти тропические леса. Возможно, были даже растянутые лихорадочные мертвые зоны, охватывающие тропики, слишком жаркие даже для жизни животных или растений любого рода.

Это то, что вы получаете в древней атмосфере с примерно 1000 частей на миллион (ppm) углекислого газа. Если это число звучит знакомо, 1000 частей на миллион CO ₂ — это примерно то, чего человечество должно достичь к концу этого столетия. Это должно слегка настораживать.

«Вы помещаете больше CO ₂ в атмосферу, и вы получаете больше тепла, это просто сверхпростая физика, которую мы выяснили в 19 веке», — говорит Дэвид Наафс, геохимик-органик из Бристольского университета. «Но насколько именно потеплеет к концу века, мы не знаем. Однако, основываясь на наших исследованиях этих древних климатов, это, вероятно, больше, чем мы думали».

На прошлой неделе Наафс и его коллеги опубликовали исследование в журнале Nature Geoscience , в котором реконструируются температуры на суше во время этой древней оранжереи с высоким содержанием CO ₂ в эпоху позднего палеоцена и раннего эоцена — изнурительный запуск эпохи млекопитающих. И температуры, которые они раскопали, неудивительно палящие.

Чтобы изучить прошлое Земли, ученым нужны хорошие породы для изучения, и, к счастью для геологов и компаний, занимающихся добычей ископаемого топлива, джунгли и болота этой ранней эпохи млекопитающих оставили после себя много угля. Например, бассейн Паудер-Ривер в Соединенных Штатах заполнен ископаемыми палеоценовыми болотами, которые при сжигании сегодня составляют около 10 процентов выбросов углерода в США. Команда Наафса изучила примеры низкокачественных углей, называемых лигнитами или окаменевшим торфом. Они были собраны по всему миру (везде, от угольных шахт в Германии до обнажений в Новой Зеландии) и охватывают эпохи позднего палеоцена и раннего эоцена, примерно от 56 до 48 миллионов лет назад. Они смогли реконструировать древний климат, проанализировав чувствительные к температуре структуры липидов, вырабатываемые ископаемыми бактериями и археями, живущими в этих заболоченных местах, и сохранившиеся на все времена в угле. Команда обнаружила, что в прошлом режиме высокого содержания CO ₂ , в древней Великобритании, Германии и Новой Зеландии жизнь выдерживала средние годовые температуры 23 – 29 градусов Цельсия (73–84 градуса по Фаренгейту) или на 10–15 градусов Цельсия (18–27 градусов по Фаренгейту) выше, чем современное время.

«Эти водно-болотные угодья выглядели точно так же, как в настоящее время выглядят только тропические водно-болотные угодья, такие как Эверглейдс или Амазонка», — говорит Наафс. «Так что Европа будет выглядеть как Эверглейдс, а жара, которую мы сейчас переживаем в Европе, будет совершенно нормальной. То есть это будет будничный климат».

Из-за этой современной европейской жары в последние недели загорающие скандинавы и северные олени отправляются на пляж при температуре выше 90 градусов по Фаренгейту за Полярным кругом. Это также вызвало разрушительные лесные пожары по всей Греции и вызвало мучительные выходные в Испании и Португалии. Но более 50 миллионов лет назад это была бы базовая линия примерно от 45 до 60 градусов широты. В этом жарком режиме, когда нормой является беспрецедентная жара, настоящие волны тепла могли начать приобретать неземные качества.

«Возможно, жара в Европе будет около 40 градусов по Цельсию (104 градуса по Фаренгейту) в течение трех недель. Мы не знаем». Такова была жизнь в позднем палеоцене и раннем эоцене в высоких средних широтах. Но ближе к экватору в этой глобальной парильне жара могла быть еще более возмутительной, разрушая границы сложной жизни. Чтобы точно определить, насколько жарко, команда Наафса также проанализировала древние образцы лигнита из Индии, которая в то время должна была находиться в тропиках — этот субконтинент все еще дрейфовал через Индийский океан к своей возможной горной встрече с Азией. Но, к сожалению, температура этих образцов была превышена. То есть они были слишком горячи для его команды, чтобы измерить их новыми методами, которые они разработали. Таким образом, остается открытым вопрос, насколько адскими стали тропики на заре наших предков, но некоторые компьютеры, которым было поручено воссоздать эту планету, выдают материал из научной фантастики.

«Некоторые климатические модели предполагают, что тропики просто стали мертвой зоной с температурой выше 50 градусов по Цельсию (122 градуса по Фаренгейту), как в Африке и Южной Америке», — говорит Наафс. «Но у нас нет данных, поэтому мы не знаем».

Работа Наафса вписывается в более широкую развивающуюся картину Земли как почти неузнаваемой парниковой планеты далекого прошлого. Палеонтолог Колорадского университета Джейлин Эберле недавно вернулась в свой офис в Боулдере с острова Элсмир в канадской Арктике, где она проводит исследования с 19 века.90-е. Элсмир находится настолько далеко на севере, насколько это возможно, прежде чем вы упадете с Северной Америки и наткнетесь на Пер-Ноэля, дрейфующего по паковым льдам. Здесь безликие высокогорья возвышаются над забитыми льдом фьордами, а одинокий карибу Пири может смешаться с дюжиной овцебыков под бескрайним небом Нунавута. Встречаются и белые медведи, но у Эберле, к счастью, пока не было стычек — хотя перспектива может сыграть с вами злую шутку на вершине мира, а белоснежный арктический заяц на задних лапах на соответствующем расстоянии может выглядят достаточно угрожающе.

«Вы берете пистолет и начинаете нервничать и волноваться, а потом смотрите в бинокль… Это просто кролик», — говорит Эберле.

Но Эберле отправляется так далеко на север не только ради случайных встреч с полярной дикой природой, от которых волосы встают дыбом. Ее цель — фауна с более теплой погодой. Хотя здесь, на вершине мира, нет деревьев, но есть пни. И им около 50 миллионов лет.

«Ископаемые леса Элсмира впечатляют», — говорит Эберле об экосистеме, погребенной в арктических почвах. «Вы начинаете по-настоящему присматриваться к ним и говорите: «Вау. Мы имеем дело с тропическим лесом».

Эберле — палеонтолог позвоночных, и, хотя мимо ее лагеря проплывает вышеупомянутый странный овцебык, которого нужно рассмотреть, в скалах внизу у нее есть выбор животных для изучения.

«У вас есть аллигаторы, гигантские черепахи, приматы и тому подобное. У нас есть эти большие гиппопотамы, называемые Coryphodon . У вас есть тапиры — так что у вас есть тапиры, живущие довольно близко к Северному полюсу в раннем эоцене, что сегодня — явно не тапиры на Северном полюсе», — говорит она, смеясь.

Присутствие этих животных свидетельствует о том, что мир действительно очень теплый. И все же существует кажущееся несоответствие между традиционными прогнозами будущего потепления, такими как прогнозы, сделанные Международной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), которая предсказывает потепление примерно на 4 градуса Цельсия (7 градусов по Фаренгейту) к концу века. обычный сценарий выбросов (по-прежнему пугающий) и повышение уровня моря, измеряемое всего в нескольких дюймах (по-прежнему пугающий), и едва узнаваемые Земли, погребенные в скалах и созданные под воздействием такого же CO ₂ режимов, подобных тем, которые раскапывает Эберле.

Один из очевидных способов примирить это несоответствие — заметить, что изменения древней Земли происходили на протяжении от сотен тысяч до миллионов лет и (несмотря на графики МГЭИК) что время не остановится в конце 21 века. . Изменения, которые мы уже привели в действие, если мы не будем действовать быстро, чтобы нейтрализовать их, точно так же потребуются тысячелетия, чтобы полностью раскрыться. В последний раз CO ₂ имел концентрацию 400 частей на миллион (как сегодня) 3 миллиона лет назад в эпоху плиоцена, когда уровень моря был примерно на 80 футов выше, чем сегодня. Ясно, что климат еще не достиг равновесия для мира с концентрацией 400 частей на миллион.

И не скоро. И в любом случае, мы явно не остановимся на 400 ppm. Если мы действительно увеличим концентрацию CO ₂ примерно до 1000 частей на миллион к концу века, потепление будет продолжаться, и Земля будет продолжать меняться, что для людей является практически вечностью. И когда земная система, наконец, придет к своему равновесию, она, скорее всего, окажется в климатическом состоянии, не имеющем аналога в короткой эволюционной истории Homo sapiens . Больше всего беспокоит то, что климатические модели, от которых мы как биологический вид зависим, чтобы предсказать наше будущее, по большей части не смогли предсказать наше знойное древнее прошлое. И хотя пропасть сужается, а модели догоняют, даже те, которые приближаются к воспроизведению оранжереи раннего эоцена, требуют закачки СО 9 в 16 раз превышающей современный уровень.2877 2 в воздух, чтобы достичь этого — намного больше, чем довольно скудное удвоение или утроение CO ₂ , указанное в горных записях.

Очевидно, мы что-то упускаем, и Наафс считает, что одним из недостающих ингредиентов в моделях является метан, мощный парниковый газ, который может помочь сократить разрыв между модельными мирами и ископаемыми мирами.

«Мы ничего не знаем о круговороте метана в эти тепличные периоды», — говорит он. «Мы знаем, что чем жарче становится, тем больше метана выходит из этих водно-болотных угодий, но мы ничего не знаем о цикле метана за пределами досягаемости ледяных кернов, который насчитывает всего 800 000 лет… Мы знаем, что тропические водно-болотные угодья выбрасывают в атмосферу гораздо больше метана. по сравнению с [более прохладными] водно-болотными угодьями. И мы знаем, что метан на самом деле может усиливать потепление в высоких широтах, так что, возможно, это часть недостающей обратной связи».

Во многом эти древние миры не аналогичны нашему. Мы должны быть осторожны, делая сравнения между ними. Ранняя эпоха млекопитающих была другим миром. Континенты находились в несколько ином положении, что привело к совершенно иной циркуляции океана и граничным условиям, совершенно непохожим на наш собственный мир 50 миллионов лет спустя — со всеми тектоническими, океанографическими и биологическими изменениями, которые происходят с таким зияющим промежутком времени. Но если искусственно нагнетать в атмосферу достаточное количество парниковых газов, Наафс считает, что можно воссоздать многие из самых диких черт раннего возраста млекопитающих.

«Если бы мы сожгли все ископаемое топливо и подождали несколько столетий, мы могли бы вернуться к этому», — говорит он. «Практически все проводимые палеоклиматические исследования показывают, что высокое содержание CO ₂ означает, что здесь очень тепло. А когда становится очень тепло, может быть очень, очень, действительно тепло».

Трижды тектоника изменила климат

Тектонике плит только что исполнилось 50 лет. Теория того, как литосфера нашей планеты — ее внешний слой — меняет форму и развивается, вероятно, является одним из самых важных научных достижений всех времен.

До тектоники ученые не могли объяснить многие природные явления, например, почему землетрясения обычны в одних районах и крайне редки в других, почему вулканы иногда формируются цепочками и почему окаменелости одного и того же вида обнаруживаются на континентах в тысячи километров отдельно.

Со временем ученые также поняли, что тектоника является движущей силой большинства климатических изменений, которые наша планета пережила за геологическое время.

Со скоростью миллиметров в год континенты дрейфуют, разбиваются на более мелкие части и врезаются друг в друга. Этот танец открывает и закрывает морские пути, строит горные хребты и тем самым меняет ветры и океанские течения по всему земному шару.

В предстоящей статье в журнале Tectonics группа исследователей во главе с географом и специалистом по моделированию климата Жилем Рамштайном из Лаборатории наук о климате и окружающей среде во Франции показывает важность этих процессов на трех ярких примерах: замерзание целая планета, или Земля-снежок; закрытие Паратетиса и развитие юго-восточноазиатского муссона; и поднятие плато, окружающих Восточно-Африканский разлом.

Snowball Earth

На протяжении миллионов лет количество углекислого газа в атмосфере регулируется глобальным воздействием выветривания силикатных пород. Например, когда силикаты кальция смешиваются с водой, углекислый газ из атмосферы вступает в реакцию с кальцием в горных породах с образованием карбоната кальция. Результатом является секвестрация углерода, удаление углекислого газа из атмосферы.

Открытые силикаты более подвержены выветриванию в тропических районах с высокой влажностью, осадками и температурой. Если большие концентрации силикатных пород находятся в теплых и влажных регионах вблизи тропиков, из атмосферы удаляется больше углекислого газа, что снижает глобальный парниковый эффект и охлаждает климат. При отсутствии силикатных пород в тропических и субтропических районах в атмосфере накапливается углекислый газ, и климат становится теплее.

Этот геологический цикл наглядно представлен сменой континентов и климата Земли-снежка.

Получайте самые захватывающие научные новости недели на свой почтовый ящик каждую пятницу.

Зарегистрируйтесь сейчас

Около 750 миллионов лет назад, в период, известный как неопротерозой, произошла весьма своеобразная конфигурация тектонических плит, вызвавшая один из самых поразительных эпизодов геологической и атмосферной истории нашей планеты: Земля полностью покрылась льдом.

Процесс начался, когда суперконтинент Родиния, образовавшийся 1,1 миллиарда лет назад, начал распадаться на более мелкие континентальные плиты. Родиния находилась недалеко от экватора, и образовавшиеся континенты также остались в тропической полосе.

«Состояние снежного кома нестабильно на нашей планете; она не может длиться более нескольких миллионов лет, и это результат тектоники, климата и углекислого газа».

Будучи суперконтинентом, Родиния, вероятно, была чрезвычайно засушливой. Не так много влаги могло попасть внутрь. Когда он распался, на меньших континентах был теплый и влажный климат, подобный современной Центральной Америке.

Новая континентальная конфигурация подвергла выветриванию огромные объемы силикатных пород, удаляя из атмосферы огромное количество углекислого газа. Углекислый газ, растворенный в дождевой воде и взвешенный в реках и облаках, в конечном итоге достиг океанов, где он был изолирован на морском дне.

Когда уровень углекислого газа в атмосфере упал до 200 частей на миллион, что составляет примерно половину нынешнего уровня, ледяные щиты начали расти на обоих полюсах. По мере роста ледяных щитов они отражали все больше и больше солнечного света обратно в космос, еще больше охлаждая климат. В конце концов, вся планета была покрыта льдом.

Постепенно это состояние снежного кома отступило. Когда лед покрыл всю планету, гидрологический цикл остановился, что предотвратило дальнейшее выветривание силикатов. Однако тектоника и вулканизм оставались активными и выбрасывали углекислый газ в атмосферу, в конечном итоге снова согревая климат.

«Состояние снежного кома нестабильно на нашей планете; она не может длиться более нескольких миллионов лет, и это результат тектоники, климата и углекислого газа», — сказал Рамштайн.

Два снежных кома оледенения произошли в окне 100 миллионов лет.

«Климат снова превратится в снежный ком, пока континенты все еще расположены в одном и том же месте», — сказал Ив Годдери, исследователь климата из Национального центра научных исследований во Франции, который много работал над моделированием снежного кома Земли. явление.

«518 миллионов лет назад было третье оледенение, но оно не было снежным комом, — объяснил Годдерис. «Это потому, что континенты медленно двигались к полюсам, чтобы сформировать Гондвану, и это была неправильная конфигурация для третьего снежного оледенения».

Исследователи предполагают, что период снежного кома мог спровоцировать кембрийский взрыв, который начался через 50 миллионов лет после второго земного снежного кома. До оледенений существовала только микробная жизнь, но спустя 50 миллионов лет океаны наполнились беспрецедентным разнообразием видов животных. Оледенение могло вызвать массовое вымирание, уничтожившее доминирующие организмы, или позволить внезапный приток питательных веществ в океаны, что способствовало эволюции новых форм жизни.

— Микробную жизнь слишком сложно изучать в отложениях, — сказал Годдерис, — поэтому никто точно не знает.

Начало муссона в Юго-Восточной Азии

В 1980-х и 1990-х годах горячей темой в геофизике было изучение поднятия Тибетского плато и того, как оно ознаменовало эволюцию муссона в Юго-Восточной Азии.

Тибетское нагорье — самое большое и самое высокое плато в мире, простирающееся примерно на половину площади континентальной части Соединенных Штатов, со средней высотой 4500 метров над уровнем моря. Он начал формироваться около 55 миллионов лет назад, когда Индийская плита столкнулась с Евразийской плитой.

Когда солнце летом нагревает Тибетское нагорье, оно создает огромные восходящие конвекционные потоки, которые засасывают воздух из окружающих регионов. Этот процесс приносит насыщенный влагой воздух из Индийского океана, вызывая муссон над Юго-Восточной Азией.

Долгое время исследователи пытались смоделировать, как Тибетское нагорье спровоцировало начало азиатского муссона.

Температурное взаимодействие, связанное с поднятием Тибетского нагорья, определяет муссон в Юго-Восточной Азии. Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА 9.2980

Муссон в Юго-Восточной Азии развил свою полную силу только после того, как исчезло большое эпиконтинентальное море, известное как Паратетис.

Но к концу 20-го века Рамштайн вместе с аспирантом по имени Фредерик Флюто с помощью компьютерного моделирования показал, что муссон в Юго-Восточной Азии развил свою полную силу только после исчезновения большого эпиконтинентального моря, известного как Паратетис. Паратетис занимал огромную территорию от Европы до Западной Сибири и исчез около 7 миллионов лет назад, когда Африканская и Аравийская плиты двинулись на север. Каспийское море, Черное море и озеро Байкал — остатки этого давно потерянного водоема.

Паратетис смягчил региональный климат, предотвратив экстремальные сезоны, и «когда Паратетис исчез, — объяснил Рамштайн, — он оставил после себя огромную континентальную массу с экстремальным климатом».

Ученые все еще пытаются определить связь между тектоникой и муссонами и определить роль поднятия, распределения земли и моря и глобального похолодания. Но очевидно, что закрытие Паратетиса сыграло большую роль, сказал Чжэнтан Го, профессор Института геологии и геофизики Университета Китайской академии наук.

Качаем колыбель человечества

По мере того, как наши предки развивались в Африке, два тектонических события резко изменили климат континента: поднятие плато, окружающих Восточно-Африканский разлом, и закрытие Паратетиса.

Иногда тектоника может сочетаться с орбитальными колебаниями Земли, чтобы влиять на изменения климата в более короткие промежутки времени. Ледниковые периоды четвертичного периода, продолжавшиеся от 2,6 миллиона лет назад до наших дней, являются примером действия этого механизма.

Подобное тектоническое и орбитальное взаимодействие связано с быстрыми климатическими изменениями, которые произошли в восточной и центральной Африке за последние 7 миллионов лет, вероятно, способствуя эволюции и расселению наших предков.

По мере того, как наши предки развивались в Африке, два тектонических события резко изменили климат континента: поднятие плато, окружающих Восточно-Африканский разлом, и закрытие Паратетиса.

Усыхание Паратетиса привело к тому, что Северная Африка становилась все более и более засушливой, что привело к возникновению пустыни Сахара около 7 миллионов лет назад. Это также сделало африканский климат чрезвычайно чувствительным к циклу прецессии земной орбиты.

Этот цикл, также известный как цикл Миланковича, влияет на продолжительность и интенсивность сезонов и может вызывать периоды, когда сильные муссоны гонят влажные ветры из тропической Атлантики в Центральную Африку и Сахару.

«Когда восток Европы и запад Азии больше не были покрыты эпиконтинентальным морем, образовалась огромная территория, которая изменила конфигурацию муссонной системы», — сказал Рамштайн. «Когда усадка Паратетиса закончилась, чувствительность к точному сигналу была огромной».

В результате этого цикла примерно каждые 20 000 лет муссоны усиливаются, вызывая периоды дождей продолжительностью 6 000 лет. В эти периоды Сахара зеленеет растительностью, реками и озерами. Озеро Чад в Центральной Африке становится Мега-Чадом и может достигать размеров Германии. Этот цикл до сих пор влияет на африканский климат, и, по оценкам ученых, последнее появление зеленой Сахары и озера Мега-Чад закончилось примерно 5000 лет назад.

Миллионы лет назад наши предки-гоминиды постоянно жили в Восточной Африке, которая тогда была покрыта тропическими лесами. Но, как оказалось, некоторые из древнейших известных окаменелостей гоминидов были найдены не там, а в тысячах километров к западу, недалеко от озера Чад.

Эта окаменелость Sahelanthropus tchadensis была обнаружена в богатой окаменелостями пустыне Джураб на севере Чада, которая раньше была северной частью озера Мега-Чад. Предоставлено: Didier Descouens, CC BY-SA 4.0

Окаменелости представляют собой череп гоминина, которого первооткрыватели прозвали Тумаи и который жил в этом районе около 7 миллионов лет назад. Тумаи принадлежал к вымершему виду под названием Sahelanthropus tchadensis .

«Почему мы находим Тумаи возле озера Чад?» – недоумевал Рамштайн. Потому что, рассуждал он, каждые несколько тысяч лет регион покрывается растительностью, а вода доступна круглый год. «Вот почему вы можете найти некоторых гоминидов возле этого озера в тот период, потому что было просто возможно идти с востока на запад».

Вскоре после этого началось поднятие плато Восточной Африки, возвестившее о появлении Восточно-Африканского разлома. Этот процесс изменил плоский ландшафт тропических лесов к востоку от разлома на высокогорье и луга. «В то время гоминиды были вынуждены не только рассеяться, но и эволюционировать, чтобы приспособиться к этой открытой среде», — сказал Рамштайн.

Уроки для настоящего

«Единственное, что может нам помочь, — это понять, что история Земли движется очень медленно».

Тектоника и палеоклимат могут дать представление о будущем Земли и особенно важны для будущего, связанного с изменением климата. Во время плиоцена, около 3 миллионов лет назад, уровень содержания углекислого газа в атмосфере (CO ₂ ) был подобен тому, что мы наблюдаем сегодня. Тогда температура была на 2°С теплее, а уровень моря в 15 раз выше.