Океан Стрейнджлава: як прадавні вулкани спричинили глобальну паузу життя перед Кембрійським вибухом

Нові геохімічні дослідження свідчать про те, що масштабний вулканізм міг стати основним пусковим механізмом для виникнення стану, відомого в науці як «Океан Стрейнджлава». Це був тривалий період майже повної стагнації океанічних вод, який спостерігався у ранньому кембрії на території сучасного Південного Китаю, що суттєво вплинуло на розвиток біосфери того часу.

У ході наукової роботи дослідники провели високоточне датування шарів K-бентонітів — спеціальних відкладень, сформованих із вулканічного попелу мільйони років тому. Ці геологічні пласти були виявлені та детально вивчені в межах Янцзийського та Баошаньського блоків, що дозволило вченим пов’язати їх із масштабними катаклізмами минулого.

Науковці простежили походження цих відкладень до серії потужних вибухових надвивержень, що відбулися на північно-західній околиці прадавнього суперконтиненту Гондвана. Такі події мали колосальний вплив на екосистему всієї планети, змінюючи склад атмосфери та океанів у глобальному масштабі.

K-бентоніти вважаються надзвичайно надійними маркерами великих вивержень, оскільки в геологічному літописі вони фіксуються як майже миттєві події в масштабах планетарного часу. Нова інтерпретація цих даних припускає, що саме інтенсивна вулканічна активність запустила ланцюг процесів, які призвели до широкомасштабної аноксії океану — критичного дефіциту кисню в глибинних водах.

Згідно з висунутою гіпотезою, потужні викиди вулканічних газів спричинили суттєву зміну кислотності (pH) океанічного середовища. Це мало катастрофічні наслідки для морських мешканців, оскільки різка зміна хімічного балансу води зробила її непридатною для багатьох форм життя, що існували на той момент.

Такі зміни призвели до різкого зниження продуктивності планктону, який є фундаментом усіх морських харчових ланцюгів. В результаті Світовий океан опинився у стані, де біологічна активність була мінімальною, а звичні процеси ізотопного фракціонування в поверхневих водах майже повністю зупинилися на тривалий час.

Ранній кембрійський період, що тривав приблизно від 541 до 485 мільйонів років тому, відомий передусім завдяки Кембрійському вибуху. Це був час найшвидшої та наймасштабнішої появи нових типів тварин за всю історію існування Землі, що заклало основу сучасного біорізноманіття.

Проте безпосередньо перед цим еволюційним розквітом у геологічних шарах фіксується загадковий і тривалий спад морського різноманіття. Стан «Океану Стрейнджлава» описує саме цю фазу, коли океан був майже позбавлений життя, а біогеохімічні сигнали планети значно послабилися через різке скорочення біомаси.

Раніше для пояснення цього феномену вчені розглядали різні гіпотези, включаючи можливість зовнішнього впливу або падіння астероїдів. Однак нові геохімічні свідчення все більше зміщують фокус уваги дослідників у бік внутрішньопланетарних чинників, а саме — великомасштабного магматизму як головної причини глобального затишшя.

Додаткову підтримку цій теорії дають детальні дані щодо ізотопів сірки, отримані з шести глобально розподілених стратиграфічних розрізів морських порід пізнього кембрію. Ці зразки, що датуються віком близько 499 мільйонів років, надають беззаперечні докази масштабних змін у складі морської води.

Отримані дані вказують на велику аноксичну подію, відому під назвою SPICE (Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion). Це підтверджує, що дефіцит кисню не був локальною проблемою окремих басейнів, а мав характер планетарного явища, що охопило Світовий океан і змінило хід історії.

Дослідження, результати якого були опубліковані в науковому журналі Communications Earth & Environment, пов’язує ці геохімічні аномалії з конкретними вулканічними подіями на околиці Гондвани. Це пропонує науковій спільноті єдиний механізм тимчасового «вимкнення» життєдіяльності океану через геологічні чинники.

Як зазначав видатний мислитель Готфрід Вільгельм Лейбніц, природа не робить стрибків, але вона знає паузи. Перед самим вибухом життя Світовий океан ніби зробив глибокий вдих і на коротку мить замовк, готуючись до небаченої раніше біологічної трансформації, яка мала відбутися незабаром.

Серія надвивержень, подальша аноксія та гнітюча тиша океанічних глибин виявилися не кінцем біосфери, а своєрідним налаштуванням глобальної системи. Ця тривала пауза стала необхідною умовою для подальшого неймовірного розквіту життя, який назавжди змінив обличчя нашої планети.