Север замерз первым
Попытки накрыться полярной ледовой шапкой Земля начала предпринимать 47,5 миллиона лет назад на севере – именно тогда в Арктике появились первые островки льда. Они же способствовали дальнейшему глобальному похолоданию, изолировав океан от атмосферы, а Землю от солнечных лучей.
Сейчас, когда некоторые экологи прогнозируют полное исчезновение ледяного арктического покрова до конца века, гораздо проще поверить в то, что 100 миллионов лет назад на нашей планете практически не было льда, а на полюсах обитали такие же динозавры и теплолюбивые млекопитающие, как и на поверхности всей планеты. Как показали Катрин Стикли из Норвежского полярного института и ее коллеги, первый лед в Арктике появился 47,5 миллиона лет назад.
Это как минимум на 25 миллионов лет раньше начала масштабного обледенения региона и раньше, чем в Антарктике, считавшейся до недавнего времени первым местом появления льда на планете. До этого момента «оранжерею» поддерживали своей энергией вулканы, гейзеры и парниковый эффект. Примерно 50 миллионов лет назад концентрация CO2 начала падать, а геохимические процессы существенно замедлились.
Через некоторое время теплолюбивым рептилиям уже приходилось покидать пастбища в северных и южных регионах на «зиму», пока еще лишенную снега. Нам же, как представителям млекопитающих, несказанно повезло – активная терморегуляция оказалась главным приспособлением в новых условиях. Рубеж в 0 oC стал еще более жесткой преградой: вода напомнила флоре и фауне о своих физических свойствах.
При отсутствии природных антифризов клетки как растений, так и животных абсолютно не приспособлены к замерзанию, так что им приходилось выбирать между новым местом обитания и быстрым эволюционированием. Это и помогло авторам публикации в Nature определить время первого относительно стабильного обледенения Арктики: ученые пробурили несколько скважин в районе хребта Ломоносова и извлекли оттуда окаменелости диатомовых водорослей.
К удивлению Стикли и ее коллег, среди обнаруженных видов оказались окремненные представители рода Synedropsis.
Именно включение кремния при этом окаменении позволило одноклеточным растениям сохраниться до наших дней. Они стали самыми древними из обнаруженных на сегодняшний день морских диатомов.
Но для ученых это в первую очередь доказательство существования айсбергов в Арктике 47,5 миллиона лет назад. Сейчас разные группы диатомов занимают практически все возможные экологические ниши, причем упомянутые Synedropsis обитают в полярных морях. Они научились выживать при низких температурах и продолжительных полярных ночах. Интенсивное окремнение подтверждает морское происхождение – на суше этого минерала оказалось бы просто недостаточно.
По словам Стикли, этот лед формировался осенью и зимой и таял весной и летом, так же, как это происходит с сезонными обледенениями сейчас. Представители Synedropsis пережидали зиму во льдах, а «цвели» весной, когда появлялось достаточное количество света. По мере таяния льда они высвобождались, собирались в агрегаты и оседали на дно, откуда их и «выбурили» норвежцы. Летом же доминировали другие виды, что тоже отчетливо прослеживается в осадках.
Несмотря на то, что это происходило в первую очередь в прибрежной зоне и области шельфа, ученые подчеркивают, что это был именно морской лед, а не континентальные ледники.
Принципиальное отличие льда на суше и в воде – во влиянии на климат. Айсберги влияют на океанические течения и взаимодействие атмосфера – океан, в то время как ледники на суше сказываются на уровне и кислотности океана. 47,5 миллиона лет назад это привело к тому, что весной и летом формировалось больше облаков, что увеличивало отражательную способность атмосферы для солнечной энергии, в целом способствуя дальнейшему охлаждению планеты.
Так в среднем эоцене началась эпоха охлаждения нашей планеты, усилившегося изоляцией Антарктики за счет кольцевых течений, замедлением перемешивания океана и приведшего к масштабным ледникам плейстоцена.
ТЕКСТ: Петр Смирнов