Первые растения, которые колонизируют землю, просто не поставляли линию зеленого к серому пейзажу. Они существенно ускорили естественную поломку выставленных камней, согласно новому исследованию, таща так много нагревающей планету двуокиси углерода (CO2) из атмосферы, что они послали климат Земли, растущий в главный ледниковый период.Приблизительно 460 миллионов лет назад концентрация CO2 в атмосфере расположилась где-нибудь между 14 и 22 раза текущим уровнем, и средняя глобальная температура была о 5°C выше, чем это теперь. Модели климата предполагают, что широко распространенные оледенения не могли иметь место в то время, если уровни CO2 не спали приблизительно восемь раз, что они в настоящее время, говорит Тим Лентон, земной ученый из университета Эксетера в Соединенном Королевстве. (В то время, солнце было целым на 6% более слабым, чем это теперь, Лентон говорит, таким образом, нагревающий планету результат парниковых газов не был так же силен.)
Тем не менее, во время периода 10 миллионов лет, начавшегося приблизительно 455 миллионов лет назад, Земля испытала два главных оледенения. В то время, суперконтинент Гондвана сидел на или около Южного полюса, очень как Антарктида делает сегодня. В разгаре ледниковых периодов большая часть суперконтинента, включая области, которые являются теперь Африкой и Южной Америкой, задохнулась льдом.
Эти оледенения, возможно, играли большую роль в массовых вымираниях вида, ранее процветавших в мелководных морях, окружающих landmasses.Ученые долго рассматривали два холодных периода, продвинувшиеся резко, удивление, говорит Лентон.
Химическое выветривание силикатных камней — реакции между выставленными полезными ископаемыми и кислым дождем или с кислородом и другими газами в атмосфере — естественно но медленно вынимали бы двуокись углерода из атмосферы, формируя карбонатные полезные ископаемые, временно запершие углерод, отмечает он. Но текущие геохимические модели предполагают, что тот процесс, возможно, не взял уровни CO2 достаточно низко для вызывания этих двух ледниковых периодов, и при этом он не может объяснить их внезапное начало. «Объяснение, эти оледенения всегда были проблемой», говорит Чарльз Веллмен, палеоботаник в университете Шеффилда в Соединенном Королевстве, не вовлеченный в новую работу.Теперь, Lenton и его коллеги предполагают, что развитие наземных растений, возможно, вызвало оледенения — и у них есть данные лаборатории для поддержки идеи. В одном наборе испытаний бригада поместила части общих силикатных камней, охлаждавшихся от литого материала, такого как гранит и андезит, в запечатанных мензурках в течение 130 дней с современной разновидностью мха, который, как полагают, был подобен первым наземным растениям, не имевшим так называемых сосудистых тканей, что помощь распространяет воду в течение растения.
Такие так называемые несосудистые растения были бы в состоянии эксплуатировать только ограниченное число окружающих сред, которые были постоянно влажными, отмечают исследователи. В другом наборе мензурок бригада поместила камни и воду, но никакой мох.
Присутствие мха повысило наклон кальция от андезита фактором 3,6 и наклон магния от того же камня фактором 5,4, исследователи сообщают онлайн сегодня по своей природе о Геофизических исследованиях. Когда они включили эти числа в модель, моделировавшую присутствие наземных растений более чем 15% Поверхности Земли — приблизительный процент окружающих сред водно-болотного угодья на континентах сегодня, Лентон говорит — для интервала между 475 миллионов и 460 миллионов лет назад, модель предсказала, что уровни CO2 в конце того периода спадут приблизительно 8,4 раз который замеченный сегодня, достаточно для вызова главного оледенения.На испытаниях лаборатории бригады мох также увеличил темпы наклона железа и фосфора от гранита к 60 и 170 разам, соответственно.
Эти дополнительные питательные вещества стимулировали бы рост растения на земле, но значительная часть будет течь к морям и питать цветения воды, вызванные массовым развитием водорослей в мелководье, окружающем континенты. Это могло объяснить две других аномалии от геологического учета эры, Лентон говорит: большие суммы органическо-богатого сланца, депонированные как прибрежные отложения и необычно высокий процент углерода 13 изотопов в камнях. «Это – сложная картина, но все это соответствует», говорит Лентон.
Мох бригада, используемая на ее испытаниях, Веллмен предлагает, является, вероятно, довольно хорошим аналогом для примитивных растений той эры «и, возможно, имела сильный эффект на климат. Это увеличило выветриваниемый уровень скорее определенно», отмечает он.«Я думаю, что они совершенно правы», говорит Грегори Реталлэк, палеоботаник в университете Орегона, Юджине. И эти два возраста, вероятно, не являются единственным случаем, отмечает он.
Учет окаменелости предлагает, чтобы «каждый раз, когда у Вас есть основное развитие растений, Вы получили основное охлаждение», говорит Реталлэк.В то время как первое из оледенений, что изученная бригада была, вероятно, вызвана несосудистыми растениями, такими как мхи и печеночники, второй ледниковый период — тот, начавшийся приблизительно 445 миллионов лет назад —, возможно, было навлечено повышением и распространением сосудистых растений. Споры от таких растений, которые не ограничиваются постоянно влажными окружающими средами и поэтому, возможно, выключили термостат Земли еще больше, чем несосудистые растения, обнаружьтесь в учете окаменелости приблизительно 450 миллионов лет назад.
Так, Retallack предлагает, колонизация земли сосудистыми и несосудистыми растениями вместе может помочь объяснить крупный спад CO2, вызвавшего новое и более сильные из двух главных оледенений что Lenton и его изученные коллеги.