На початку кембрійського періоду близько 540 мільйонів років тому стався еволюційний вибух. У ті часи життя було представлене в основному насамперед одноклітинними організмами. Однак раптово і дуже швидко раптом виникло складне життя.
Революція кембрійського періоду
Довгий час вважалося, що ця подія, названа «кембрійський вибух», сталася за часів дуже теплого клімату. Однак переконливих доказів цій гіпотезі бракувало.
"Оскільки вчені не можуть безпосередньо вимірювати температуру моря віком у півмільярда років, їм доводиться використовувати непрямі дані. Це вимірювані величини, які реагують передбачуваним чином на зміну кліматичних параметрів. Таких, наприклад, як температура ", - пояснює Томас Херінг з Університету Лестера, головний автор нової статті.
Щоб повернутися в Кембрій, кільця дерев використовувати не вдасться. Дерева тоді ще не з'явилися. А найдавніші зразки льоду, коли-небудь виявлені, мають вік всього лише кілька мільйонів років. Для роботи зі зразками надзвичайно віддалених часових масштабів використовуються кількісні відносини ізотопів кисню.
Ізотопи
Кисень-16 є основним ізотопом кисню на Землі. Але існують й інші природні ізотопи цього елемента. Такі, наприклад, як трохи більш важкий кисень-18.
Залежно від того, який ізотоп містить вода, є невеликі відмінності у властивостях її випаровування і конденсації. Використовуючи ці властивості води в глобальному масштабі, ми можемо отримати корисну інформацію про температурні режими ранньої Землі.
Морські тварини ненавмисно фіксують цю інформацію в міру свого зростання. Це відбувається шляхом включення ізотопів кисню з морської води в біомінерали - кістки або мушлі.
Викопні стародавні безхребетні тварини, звані конодонтами, є дуже корисними для науки викопними термометрами. Однак конодонти розвинулися вже в пізньому кембрії. Це залишало інформацію про температуру на початку цього періоду загадкою.
Брахіоподи
У новому дослідженні вчені змогли отримати дані про ізотопи кисню з найдрібніших копалин оболонок молюсків званих брахіоподами. Їх виявили у вапняках Великобританії, що мають вік від 510 до 515 мільйонів років.
"Ретельне вивчення цих крихітних скам'янілостей показало, що деякі з них мають виключно добре збережену хімію мушлі. Вона не змінилася відтоді, як вони виросли на кембрійському морському дні ", - говорить Херінг.
Співавтор роботи Том Гарві додає: "Такий хімічний підпис часто втрачається протягом тривалого геологічного часу. Тому просто дивно, що ми можемо ідентифікувати її в таких стародавніх скам'янілостях ".
Аналіз співвідношення ізотопів кисню в оболонках показав, що температура поверхні моря у високих широтах була дуже високою. Вона перевищувала 20 градусів за Цельсієм.
Дослідники також провели моделювання кліматичних моделей раннього кембрія. і отримали певні результати. У сукупності дані ізотопів і моделювання показали, що ранній кембрійський клімат був типовим тепличним кліматом. Він був схожий на більш пізні теплі періоди в пізньому мезозойському і ранньокайнозойському періодах. Тобто близько 140-60 мільйонів років тому, коли динозаври ще бродили по Землі.
Дослідження дає вченим більш переконливу картину клімату Землі в критичний момент еволюції.
«Ми сподіваємося, що цей підхід може бути використаний іншими дослідниками для створення більш чіткої картини давніх кліматичних умов там, де звичайні дані недоступні», - заявив Херінг.
