Sosirea plantelor terestre în urmă cu 400 de milioane de ani a schimbat sistemul de control al climei al Pământului

Apa se adună pe spume. Primele plante terestre au fost considerate non-vasculare, cum ar fi mușchii. Credit: Katmai Preserve NPS Photo / Russ Taylor

Sosirea plantelor pe Pământ cu aproximativ 400 de milioane de ani în urmă ar fi putut schimba modul în care Pământul își reglează în mod natural propriul climat, potrivit unui nou studiu realizat de cercetători de la UCL (University College London) și Yale.

Ciclul carbonului, procesul prin care carbonul se mișcă între roci, oceane, organisme vii și atmosferă, acționează ca termostatul natural al Pământului, reglându-i temperatura pe perioade lungi de timp.

Într-un nou studiu publicat în jurnal Natură, cercetătorii au analizat probele de roci din ultimii trei miliarde de ani și au găsit dovezi ale unei schimbări drastice a modului în care a funcționat acest ciclu în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, când plantele au început să colonizeze Pământul.

Mai exact, cercetătorii au observat o schimbare a chimiei apei de mare înregistrată în rocă, care indică o schimbare majoră în formarea generală a argilei – „fabrica de minerale de argilă” – de la oceane la mare. Pământ.

Boriana Kalderon-Asael colectează mostre de piatră veche de 450 de milioane de ani

Eșantionarea sedimentelor ordoviciane (vechi de 450 de milioane de ani) de către primul autor Boriana Kalderon-Asael. Credit: Ashleigh Hood

Deoarece formarea argilei în ocean (meteorizarea inversă) are ca rezultat eliberarea de dioxid de carbon în atmosferă, în timp ce argila de pe uscat este un produs secundar al degradării chimice care elimină dioxidul de carbon din carbon din aer, acest lucru a redus cantitatea de carbon în atmosferă, ducând la o planetă mai răcoroasă și un climat din dinte de ferăstrău, cu vârste glaciare alternante și perioade mai calde.

READ  Viața detectată pe Marte ar putea veni de fapt din laboratoarele NASA, spune omul de știință din Ivy League

Cercetătorii au sugerat că schimbarea a fost cauzată de răspândirea plantelor terestre care păstrează soluri și argile pe uscat, împiedicând transportul carbonului în ocean și creșterea vieții marine folosind siliciu pentru a lor. Schelete și pereții celulari, cum ar fi bureții , singure – alge celulare și radiolari (un grup de protozoare), ducând la o scădere a siliciului din apa de mare necesară formării argilei.

Autorul principal al dr. Philip Pogge von Strandmann (UCL Earth Sciences) a spus: „Studiul nostru sugerează că ciclul carbonului a funcționat în moduri fundamental diferite pentru o mare parte din istoria Pământului în comparație cu astăzi.

„Schimbarea, care a avut loc treptat între 400 și 500 de milioane de ani în urmă, pare să fie legată de două inovații biologice majore ale vremii: propagarea plantelor pe uscat și creșterea organismelor marine care extrag siliciu din ea. Apă pentru a crea scheletele lor și pereții celulari.

„Înainte de această schimbare, dioxidul de carbon atmosferic a rămas ridicat, ducând la un climat stabil cu efect de seră. De atunci, climatul nostru a revenit între epocile glaciare și perioadele mai calde. Acest tip de schimbare favorizează evoluția și în această perioadă evoluția vieții complexe s-a accelerat, odată cu formarea animalelor terestre pentru prima dată.

„O atmosferă cu un nivel scăzut de carbon este, de asemenea, mai sensibilă la schimbări, facilitând influența oamenilor asupra climei prin arderea combustibililor fosili”.

Primul autor Boriana Kalderon-Asael, doctorand la Universitatea Yale, a declarat: „Măsurând izotopii de litiu în roci care acoperă cea mai mare parte a istoriei Pământului, am căutat să determinăm dacă s-a schimbat ceva în funcționarea ciclului carbonului pe o scară largă de timp. Am aflat că a fost cazul, iar această schimbare pare să fie legată de creșterea vieții plantelor pe uscat și a vieții animale folosind siliciu în mare. “

READ  Mini-autostrada lui Stefan Mandachi stabilește record mondial

În cadrul studiului, cercetătorii au măsurat izotopi de litiu în 600 de probe de rocă prelevate din multe locații diferite din întreaga lume. Litiul are doi izotopi stabili naturali – unul cu trei protoni și trei neutroni și unul cu trei protoni și patru neutroni.

Când argila se formează lent pe pământ, aceasta favorizează puternic litiu-6, lăsând apa din jur îmbogățită cu celălalt izotop mai greu, litiu-7. Analizând probele lor utilizând spectrometria de masă, cercetătorii au descoperit o creștere a nivelului izotopului de litiu 7 din apa de mare înregistrată în stâncă între 400 și 500 de milioane de ani în urmă, sugerând o schimbare majoră a producției de argilă a Pământului, care coincide cu răspândirea plantelor pe uscat și apariția vieții marine folosind siliciu.

Argila se formează pe pământ ca reziduu al intemperiilor chimice, principalul proces pe termen lung prin care dioxidul de carbon este îndepărtat din atmosferă. Acest lucru se întâmplă atunci când carbonul atmosferic se combină cu apa pentru a forma un acid slab, acidul carbonic, care cade la sol ca ploaie și dizolvă roci, eliberând ioni, inclusiv ioni de calciu, care curg în ocean. În cele din urmă, carbonul este blocat în stâncile de la fundul oceanului. În schimb, reducerea carbonului prin fotosinteză la plante este inversată odată ce plantele se descompun și afectează rar nivelurile de dioxid de carbon în scări de timp mai mari de câteva sute de ani.

Când argila se formează în ocean, carbonul rămâne în apă și este în cele din urmă eliberat în aer ca parte a schimbului continuu de carbon care are loc atunci când aerul se întâlnește cu apa.

READ  O proprietate vitală cheie detectată la altitudini mari pentru prima dată

Referință: „O perspectivă a izotopului litiu asupra evoluției ciclurilor de carbon și siliciu” de Boriana Kalderon-Asael, Joachim AR Katchinoff, Noah J. Planavsky, Ashleigh v. S. Hood, Mathieu Dellinger, Eric J. Bellefroid, David S. Jones, Axel Hofmann, Frantz Ossa Ossa, Francis A. Macdonald, Chunjiang Wang, Terry T. Isson, Jack G. Murphy, John A. Higgins, A. Joshua West, Malcolm W. Wallace, Dan Asael și Philip AE Pogge von Strandmann, 14 iulie 2021, Natură.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03612-1

Studiul a primit sprijin de la Consiliul European de Cercetare și NASA.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *