Ученые нашли объяснение кембрийскому взрыву

Внезапный взрыв многообразия живых существ в начале кембрия был связан с резким повышением минерализации океана.

Американские геологи в статье, опубликованной в журнале Nature, предложили новую гипотезу, позволяющую объяснить кембрийский взрыв. В начале кембрия (540 млн. лет назад) в геологической летописи внезапно появились представители многих современных типов животного царства, такие, как губки, брахиоподы, членистоногие. Это было связано с развитием минерального скелета: до кембрия на земле существовали только бесскелетные формы. Внезапный, по геологическим меркам, «взрывной» характер этого появления уже не первое столетие не дает покоя ученым.

Шэнан Питерс и Роберт Гэйнс, авторы исследования, связали кембрийский взрыв с геологическим Великим несогласием, которое приходится на ту же эпоху. Как правило, комплексы пород, образующих земную кору, идут друг за другом в хронологическом порядке: более молодые породы по мере своего образования наслаиваются на более древние. Однако иногда соприкасающиеся толщи в действительности не образовывались последовательно, и время их возникновения сильно разнится. Это и называется геологическим несогласием.

Несогласие, пришедшееся на начало кембрийского периода, получило название Великого. Впервые оно было обнаружено в 1869 году в Гранд-Каньоне, где кембрийские морские отложения возрастом 525 миллионов лет граничат с гораздо более древними метаморфическими породами возрастом 1,740 миллионов лет и более ранними докембрийскими осадочными толщами (1,200-740 млн. лет назад). Затем несогласие, пришедшееся на этот же период времени, было выявлено и при изучении геологии других регионов по всему земному шару.

С чем связано Великое несогласие

Питерс и Гэйнс изучили больше 20 тысяч образцов горных пород из 830 местонахождений по всей Северной Америке, чтобы понять, с чем же было связано Великое несогласие. Выяснилось, что горные породы в докембрийский период подвергались активному выветриванию и эрозии. Затем в начале кембрия началась океаническая трансгрессия: на сушу начали наступать воды океана. В результате на древних континентах образовались мелководные моря, размывавшие обломки горных пород. С суши в океан хлынул поток различных минералов, которые затем начали отлагаться с беспрецедентной скоростью. Этим и объясняется Великое несогласие: на протяжении длительного времени древние метаморфические породы лишь выветривались, и только с наступлением океана на них образовался большой слой осадка.

Образование мелководных морей, резко усилившее приток веществ с суши в океан и вызвавшее его минерализацию, совпало по времени с кембрийским взрывом и, как считают ученые, и вызвало его. Например, повышение содержания ионов кальция токсично для живых существ. Поэтому, когда кальций начал более активно проникать в организмы из-за повышения его концентрации в океане, организмы начали откладывать его в форме минеральных скелетов. В итоге быстрая минерализация океана вызвала «внезапное» появление многих скелетных форм, которых в докембрийскую эпоху не было.

текст: Александр Храмов