Найдена причина кембрийского взрыва

В свежем номере журнала Nature появилась статья американских геологов, в которой они предложили новую гипотезу, которая, по их мнению, может служить объяснением кембрийского взрыва. Около 540 миллионов лет назад (начало кембрийского периода) в геологической летописи планеты достаточно внезапно появились представители большинства современных типов фауны - губки, членистоногие, брахиоподы. Все они имеют отношение к эволюционному развитию минерального скелета: до этого на Земле развивались исключительно бесскелетные формы живых организмов. Внезапный, если судить по геологическим меркам, характер этого процесса тревожит ученых всего мира уже более ста лет.

Роберт Гэйнс и Шэнан Питерс, авторы последнего исследования, считают, что кембрийский взрыв имеет непосредственное отношение к Великому геологическому несогласию, которое датируется той же эпоху. Суть этого несогласия состоит в следующем. Обычно комплексы горных пород, которые и образуют земную кору, чередуются в строго хронологическом порядке: сначала идут древние породы, а более молодые по мере своего формирования наслаиваются на них сверху. Но встречаются места, в которых соприкасающиеся слои на самом деле формировались не последовательно, а время их появления довольно существенно различается. Это и считается среди ученых геологическим несогласием.

Несогласие, которое относится к началу кембрия, было названо Великим. Впервые его обнаружили в Гранд-Каньоне (США) в 1869 году, где морские отложения кембрийского периода возрастом около 525 миллионов лет соседствуют с метаморфическими горными породами, возраст которых составляет 1.74 миллионов лет и докембрийскими ранними осадочными толщами (возрастом 1.2-740 миллионов лет). Практически сразу после этой находки несогласие, датируемое этим же геологическим периодом времени, было обнаружено во множестве других регионов, разбросанных по всему земному шару.

Гэйнс и Питерс исследовали около 20000 образцов горных пород, взятых из 830 местонахождений, расположенных в Северной Америке, чтобы попытаться понять причину существования Великого несогласия. В результате их работы оказалось, что в докембрийский период горные породы были подвержены активной эрозии и выветриванию. Но в самом начале кембрийского периода произошла океаническая трансгрессия, во время которой океанские воды начали свое массированное наступление на сушу. В итоге на древних материках появилось множество мелководных морей, которые активно размывали обломки горных пород. По этой причине в океан хлынул огромный поток минералов, которые начали отлагаться на морском дне с доселе невиданной скоростью. По мнению ученых, именно этим процессом можно объяснить Великое несогласие: довольно долго древние метаморфические породы были подвержены выветриванию, и только после наступления океана на них сформировался большой слой осадочных пород.

При этом образование на кембрийских континентах мелководных морей, которые значительно усилили приток минеральных веществ в океан и его минерализацию, по времени совпало с кембрийским взрывом. По мнению ученых, Несогласие и явилось причиной кембрийского взрыва. Известно, что увеличение концентрации ионов кальция является для живых организмов источником интоксикации. И когда кальция в океане оказалось слишком много, он не мог не проникать в живые организмы, которые начали его откладывать в виде минеральных скелетов. Таким образом, быстрая по геологическим меркам минерализация океана стала причиной «взрывного» появление скелетных форм живых существ, которых до этого не было вообще.