|
Наземные растения изменили форму Земли
|
|
|
|
Определение того, когда ранние наземные растения колонизировали земную среду обитания и начали влиять на земные системы, является ключевым вопросом в эволюции земной системы. Исследовательская группа под руководством профессора Дж. Чжао Минью из Института геологии и геофизики Академии наук Китая (CAS) обнаружил свидетельства, указывающие на то, что наземные растения, возможно, начали изменять окружающую среду на поверхности Земли гораздо раньше, чем считалось ранее. Их результаты опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
|
|
|
|
Как наземные растения изменили поток углерода
|
|
|
|
Наземные растения принципиально отличаются от морских первичных продуцентов тем, что они вырабатывают органическое вещество со значительно более высоким соотношением органического углерода и фосфора. По мере распространения наземных растений по континентам активизировался наземный фотосинтез, что привело к увеличению производства органического вещества на суше.
|
|
|
|
Впоследствии это органическое вещество было перенесено в океаны, что привело к повышению соотношения органического углерода к общему содержанию фосфора (Corg/Ptotal), сохраняющегося в морских отложениях.
|
|
|
|
Учитывая тесную связь между производством органического углерода на суше и захоронением углерода в море, соотношение Corg/Ptotal в морских кремнекластических отложениях служит ценным показателем для отслеживания поступления органического углерода с суши и чистой первичной продуктивности суши.
|
|
|
|
|
|
|
Данные из древних морских отложений
|
|
|
|
В этом исследовании команда проанализировала данные о морских кремнекластических отложениях, охватывающих ряд окислительно-восстановительных условий. Они обнаружили заметное увеличение общего соотношения Corg/Pt, начавшееся примерно 455 миллионов лет назад.
|
|
|
|
Оценка потенциальных контролирующих факторов показывает, что наиболее правдоподобным объяснением этого сдвига является резкое увеличение чистой первичной продуктивности суши, обусловленное ранним распространением наземных растений.
|
|
|
|
Результаты моделирования смешивания также показывают, что с конца ордовика на долю органического углерода суши приходилось около 42 ± 15% от общего количества органического углерода, содержащегося в морских отложениях, — цифра, сопоставимая с современными значениями (30-57%). Палеоконтинентальный анализ показывает, что распространение наземных растений на Лаврентийском континенте, возможно, произошло раньше.
|
|
|
|
Воздействие на кислород, климат и вымирание
|
|
|
|
Кроме того, исследование показало, что колебания общего соотношения Corg/Pt демонстрируют два отчетливых увеличения, которые совпадают с основными изменениями изотопов углерода в позднем ордовике. Эта корреляция подразумевает, что увеличение поступления в морские отложения бедного фосфором и богатого углеродом наземного органического вещества способствовало глобальному захоронению органического углерода.
|
|
|
|
Повышенное содержание органического углерода способствовало бы накоплению кислорода в атмосфере при одновременном снижении уровня углекислого газа в атмосфере. Эти эффекты могли быть усилены усиленным выветриванием силикатов и фосфора, связанным с быстрым заселением суши растениями.
|
|
|
|
В совокупности эти процессы демонстрируют, что раннее появление и распространение наземных растений, вероятно, сыграло ключевую роль в насыщении поверхности Земли кислородом и изменении климата. Их распространение, возможно, способствовало позднему ордовикскому оледенению и косвенно повлияло на массовые вымирания в этот период.
|
|
|
|
Это исследование было проведено в сотрудничестве с учеными из Йельского университета, Университета Эксетера, Университета Лидса, Университета науки и технологии Китая и Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии CAS.
|
|
|
|
Источник
|
