Globális eljegesedés - újabb bizonyítékok a hógolyó Föld mellett

A Joseph Kirschvink nevéhez fűződő "hógolyó Föld" hipotézist, melyet számos klímamodell lefuttatása igazolt, immár kézzelfogható bizonyítékok támasztják alá. A legújabb kutatások során az északnyugat-kanadai Yukon területén újabb nyomokat találtak a Harvard Egyetem földtudósai, amelyek alapján elmondható, hogy 716,5 millió évvel ezelőtt Földünk kozmikus hólabdaként keringett pályáján. A geológuscsapat kutatásainak friss eredményeiről e héten olvashatunk a Science-ben.

A geológusok évtizedek óta vitatkoznak arról, hogy voltak-e a földtörténetben olyan korszakok, amelyek során jég borította bolygónk teljes felszínét, a pólusoktól egészen az Egyenlítőig. A "hógolyó Föld" elméletének bizonyítékai jelen vannak a Föld különböző pontjain, az ősi prekambriumi rétegsorokban. A prekambriumi kőzetekben kevés a fosszília, az események időpontjának meghatározása ezért nagymértékben a radiometrikus kormeghatározáson nyugszik. Ritkán, de megőrződhetnek a korai élőlények maradványai, mint amelyekre a kanadai lelőhelyen is bukkantak.

Az egyes rétegsorok között haladva a fosszíliák megjelenése, eltűnése, változása alapján nyomon követhető az élőlények evolúciója. Jól kirajzolódnak a földi léptékű kihalások, amelyek általában a jégsapkák megjelenésével köthetők egybe, így közvetett bizonyítékként szolgálnak az eljegesedésről. Pontosabb rekonstrukció azonban csak akkor állítható fel, ha közvetlen bizonyítékok is rendelkezésre állnak. Ezek már nagyobb számban fordulnak elő világszerte, glaciális üledékek, jégkarcok, barázdált szikla felszínek, jég által szállított vándorkövek vagy deformálódott puha üledékrétegek formájában, amelyek a szárazföldi jégtakaró egykori jelenlétének nyomai.

A prekambrium vége felé, a jelenlegi adatok alapján 716,5 millió évvel ezelőtt a földtörténet legnagyobb és leghosszabb jégkorszaka sújtotta a Földet, melynek során a jég határa a nagymértékű globális hőmérsékletcsökkenés (a -50 fokot is megközelíthette az átlaghőmérséklet, amely közelít a mai Marséhoz) következtében a 10. szélességi körön belül húzódhatott.

A kanadai pajzs területe, az egykori Laurencia őskontinens részeként ekkor trópusi szélességen helyezkedett el. A geológusok alapos kőzettani és paleomágneses vizsgálatoknak vetették alá az itt található prekambriumi rétegeket. A mágneses vizsgálatokat a kormeghatározásra alkalmas, vulkáni hamuszórásból lerakódott tufarétegen végezték, mely az üledékes kőzetek közé települt. Bizonyossá vált, hogy az úgynevezett cryogeniumi (850-630 millió évvel ezelőtt lerakódott) rétegek egy egykori eljegesedés idején keletkeztek.

Prekambrium néven foglalják össze a Föld kambrium előtti történetét. Mivel a Föld kora 4,6 milliárd év, és a kambrium mintegy 570 millió évvel ezelőtt kezdődött, a prekambrium a földtörténet 87 százalékát öleli át, a legidősebb ismert kőzetek kialakulásától a szilárd vázú tengeri gerinctelenek megjelenéséig, azaz 3,9 milliárd évvel ezelőttől 542 millió évvel ezelőttig. A prekambriumi kőzetekben így kevés a fosszília, az események datálása ezért nagymértékben a radiometrikus kormeghatározásokon nyugszik. A prekambriumot két további szakaszra osztják (archaikum és proterozoikum), a kettő közötti határt 2,5 milliárd évvel ezelőtt húzzák meg.

A prekambriumon, sőt a neoproterozoikumon belül is több jégkorszak valószínűsíthető. A jelenlegi kutatás során a neoproterozoikum középső szakaszában (crynogenium) bekövetkező bolygóméretű, ún. Sturti-eljegesedés vált bizonyítottá. A geológusok adatai alapján a Földön ekkor akár tízmillió évekig, de legalább 5 millió éven keresztül uralkodott a jég, nemcsak a szárazföldeken, hanem az óceánon is. Az élet e zord környezetben is képes volt fennmaradni, bár az ősi eukarióta csoportok nagyobb hányada eltűnt.

A Föld történetében sokszor volt példa a glaciálisok okozta tömeges kihalásra. Fontos kérdés, hogy egy globális mértékű lehűlésre miként reagált a bioszféra, hol és hogyan voltak képesek mindezt túlélni az élet korai formái. Bár a bolygót jégpáncél borította, a napfény és a nyílt víztükör továbbra is hozzáférhető kellett maradjon egyes foltokban, melyek az élet "menedékhelyeként" szolgáltak.

A hideg, száraz, esőmentes idő következtében a vulkánokból kiáramló szén-dioxid nagy mennyiségben halmozódott fel a légkörben, lassú felmelegedés indult, és a klíma pár tízmillió év alatt normalizálódott. A hosszú genetikai elszigeteltség (izoláció) után gyökeresen új életformák népesítették be a Földet. A prekambrium végével pedig evolúciós robbanás következett, egyes tudósok szerint a fejlettebb létformák kialakulásához hozzájárulhatott a kegyetlen környezeti feltételek jelentette kihívás.

A kutatók nem állíthatják teljes határozottsággal, mely események okozták a globális eljegesedést, vagy mi vetett véget ennek, de annyi bizonyos, hogy a 716,5 millió évvel ezelőtti időszakban egy hatalmas vulkáni terület húzódott a Laurencia őskontinensen keresztül (ennek nyomai 1500 kilométer hosszan megtalálhatók a mai Alaszkától egészen Északkelet-Kanadáig). Ez az egybeesés azt jelentheti, hogy a vulkáni aktivitás lehetett az eljegesedés kialakulásának, illetve megszűnésének okozója is.

Forrás: Science/AAAS

* * *

Rovatunk mostantól a Facebookon és a Twitteren keresztül is elérhető, ahol extra tartalmakat is kínálunk