Камбрийската експлозия – преди около 541 милиона години – е времето, когато животът и организмите наистина се зараждат на планетата Земя. През това време са възникнали повечето животински групи: членестоноги, мекотели, бодлокожи и хордови и 75% от представителните подразделения на земята. Сега ново изследване разкри как тази експлозия на живот е оставила следи дълбоко в мантията на Земята.
За учените това показва свързаното взаимодействие между земната повърхност и това, което се намира отдолу, тъй като седиментите, носещи органичен материал, се изтласкват под земята през огромни геоложки времеви мащаби чрез субдукция.
Новото изследване разглежда редки, пълни с диаманти вулканични скали, наречени кимберлити. Когато са избутани на повърхността, те показват какво се случва дълбоко в мантията, а изследователите измерват въглеродния състав в 144 проби, взети от 60 места по света.
Преобладаващо мнение сред геолозите е, че въглеродът, задържан в диамантите, не варира значително в големи времеви мащаби от стотици милиони години.
И все пак тук изследователите откриват промяна в съотношението на специфичните въглеродни изотопи преди около 250 милиона години, приблизително по времето, когато утайката от камбрийската експлозия е сгъната в мантията. Това е промяна, потенциално причинена от огромните промени във въглеродния цикъл по време, когато биосферата нараства по маса и разнообразие.
„Тези наблюдения показват, че биогеохимичните процеси на повърхността на Земята оказват дълбоко влияние върху дълбоката мантия, разкривайки интегрална връзка между дълбоките и плитките въглеродни цикли“, пишат изследователите.
Тази връзка между кръговрата на въглерода близо до повърхността и по-дълбоко под земята не е била лесна за измерване – и наистина се е променила значително през милиардите години, през които Земята е съществувала.
Изглежда обаче ясно, че мъртвите същества, уловени в седимент, са намерили път в мантията чрез тектоника на плочите. Техният въглерод остава смесен с друг материал, преди в крайна сметка да достигне отново повърхността чрез събития като вулканични изригвания.
Връзката беше потвърдена от допълнителни наблюдения на стронций и хафний в пробите. Те съвпадат с въглеродния модел, стеснявайки броя на възможностите за това как са били променени тези скални композиции.
„Това означава, че подписът за въглерода не може да се обясни с други процеси като дегазиране, защото в противен случай изотопите на стронция и хафния не биха били свързани с тези на въглерода“, казва геохимикът Андреа Джулиани от ETH Zurich в Швейцария.
Технически, това, с което имаме работа тук, е потокът на седиментна субдукция и тези подробности за въглеродния цикъл са важни от гледна точка на осъзнаването на случващото се на нашата планета – особено след като последиците от климатичната криза продължават да се усещат.
Новите проучвания продължават да разкриват повече за това как въглеродът се взема и освобождава обратно в атмосферата, особено чрез непрекъснатото рециклиране на тектоничните плочи, които съставляват повърхността на планетата.
Учените знаят, че относително казано, само малки количества седимент някога се изтласкват дълбоко в мантията през зони на субдукция, което означава, че следите от камбрийската експлозия трябва да са поели директен път към дълбините на мантията.
„Това потвърждава, че субдуктираният скален материал в мантията на Земята не е разпределен хомогенно, а се движи по специфични траектории“, казва Джулиани.
„Земята наистина е сложна цялостна система. И сега искаме да разберем тази система по-подробно.“
