Žemyninis judėjimas gali uždusinti jūrinį deguonį.

Anksčiau nepastebėtas veiksnys – žemynų padėtis – padeda pripildyti Žemės vandenynus gyvybę palaikančio deguonies. Žemyninis judėjimas galiausiai gali turėti priešingą poveikį, nužudydamas daugumą giliavandenių organizmų.

„Žemynų dreifas atrodo toks lėtas, nieko drastiško iš to negali kilti, bet kai vandenynas yra gruntuojamas, iš pažiūros nedidelis įvykis gali sukelti didelio masto jūros gyvybės mirtį“, – sakė Riversaido geologas Andy Ridgewellas. Kalifornija. Ridgewellas, naujo tyrimo apie jėgas, veikiančias vandenyno deguonį, bendraautoris.

Vanduo vandenyno paviršiuje artėjant prie Šiaurės arba Pietų ašigalio tampa šaltesnis, tankesnis, o vėliau nuskendo. Skęsdamas vanduo iš Žemės atmosferos ištraukiamą deguonį perneša į vandenyno dugną.

Žuvis giliuose rifuose Pearl ir Hermes atole Papahanaumokuakea nacionaliniame paminkle netoli Havajų. Kreditas: Greg McFall, NOAA

Galiausiai grįžtamasis srautas iš skęstančios organinės medžiagos išskiria maistines medžiagas į vandenyno paviršių, kur jos skatina planktono augimą. Šiandieniniai vandenynai pasižymi stulbinančia žuvų ir kitų gyvūnų įvairove, kurią palaiko tiek nuolatinis deguonies tiekimas į žemesnius gelmes, tiek paviršiuje gaminamos organinės medžiagos.

Nauji tyrimai parodė, kad deguonies ir maistinių medžiagų cirkuliacija gali staiga nutrūkti. Naudodami sudėtingus kompiuterinius modelius, mokslininkai ištyrė, ar žemyninių plokščių padėtis turi įtakos tam, kaip vandenynas judina deguonį. Jie nustebo tai sužinoję.

Šis atradimas, vadovaujamas mokslininkų iš Kalifornijos universiteto Riverside, išsamiai aprašytas žurnale santūrus pobūdis. Jis paskelbtas šiandien (2022 m. rugpjūčio 17 d.).

Balioninė žuvis ilsisi netoli Florida Keys. Kreditai: OAR / Nacionalinė jūrų tyrimų programa (NURP); Meino universitetas

„Prieš kelis milijonus metų, neilgai trukus po to, kai vandenyne prasidėjo gyvūnų gyvybė, viso pasaulio vandenyno cirkuliacija periodiškai nutrūkdavo“, – sakė Ridgwellas. „Nesitikėjome pastebėti, kad dėl žemynų judėjimo paviršinis vanduo ir deguonis gali nustoti skęsti, o tai gali turėti didelės įtakos gyvybės Žemėje raidai.

Iki šiol modeliai, naudojami jūrų deguonies evoliucijai per pastaruosius 540 milijonų metų tirti, buvo gana paprasti ir neatsižvelgė į vandenyno cirkuliaciją. Šiuose modeliuose vandenyno hipoksija – laikas, kai dingo vandenyno deguonis – rodo atmosferos deguonies koncentracijos sumažėjimą.

„Mokslininkai anksčiau manė, kad kintantis deguonies lygis vandenyne dažniausiai atspindi panašius atmosferos svyravimus“, – sakė Alexandre’as Paulas, pirmasis tyrimo autorius ir paleoklimato modelių dizaineris Bourgogne-Franch-Comté universitete Prancūzijoje.

Smitsono institute eksponuojamos senovės Ediacaran laikotarpio ruonių laivų dioramos. Kreditas: Smithsonian

Pirmą kartą šiame tyrime buvo naudojamas modelis, kuriame vandenynas buvo pavaizduotas trimis matmenimis ir buvo apskaičiuotos vandenyno srovės. Remiantis išvadomis, pasaulinės vandens cirkuliacijos sutrikimas lemia ryškų deguonies lygio skirtumą viršutiniame ir apatiniame gylyje.

Šis atskyrimas reiškė, kad visas jūros dugnas, išskyrus seklias vietas netoli pakrantės, dešimtis milijonų metų visiškai prarado deguonį, kol maždaug prieš 440 milijonų metų Silūro periodo pradžioje.

„Kraujotakos kolapsas buvo mirties nuosprendis už viską, kas negalėjo plaukti arti paviršiaus ir vis dar turi gyvybę teikiančio deguonies atmosferoje“, – sakė Ridgwellas. Tarp gilių būtybių yra keistai atrodančios žuvys, kirminai, milžiniški vėžiagyviai, kalmarai, kempinės ir kt.

Straipsnyje nenagrinėjama, ar Žemė tikisi panašaus įvykio ateityje. Tiesą sakant, sunku pasakyti, kada gali įvykti avarija arba kas ją sukelia. Tačiau dabartiniai klimato modeliai teigia, kad padidėjęs visuotinis atšilimas pablogins vandenynų cirkuliaciją, o kai kurie modeliai prognozuoja galutinį cirkuliacijos šakos, prasidedančios Šiaurės Atlante, žlugimą.

„Mums reikės didelės raiškos klimato modelio, kad galėtume numatyti masinio išnykimo įvykį“, – sakė Ridgwellas. „Tačiau šiandien nerimaujame dėl vandens cirkuliacijos Šiaurės Atlante, ir yra įrodymų, kad vandens srautas į gylį mažėja.

Teoriškai neįprastai šilta vasara ar uolų erozija gali sukelti procesų pakopą, pakeičiančią gyvenimą, kaip atrodo šiandien, sakė Ridgwellas.

„Galima manyti, kad visas veiksmas vyksta vandenyno paviršiuje, toje vietoje, kur galite naršyti ar plaukioti. Tačiau apačioje vandenynas nenuilstamai dirba, aprūpindamas gyvūnus gyvybiškai svarbiu deguonimi tamsiose gelmėse”, – sakė Ridgewellas. .

„Vandenynas leidžia gyvybei klestėti, bet jis gali vėl atimti tą gyvybę. Niekas to neatmeta, nes žemyninės plokštės ir toliau juda.”

Nuoroda: „Žemyninis formavimasis kontroliuoja vandenyno deguonį per laukinės gamtos eonus“, autoriai Alexanderis Ball, Andy Ridgewell, Richard J. Stocky, Christophe Tomazo, Andrew Kane, Emmanuel Finin, Christopher R. santūrus pobūdis.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05018-z