Apariția plantelor terestre în urmă cu 400 de milioane de ani ar fi schimbat modul în care Pământul își reglează propriul climat, conform unui studiu al cercetătorilor de la University College London (UCL) și Universitatea Yale.
Ciclul carbonului, procesul prin care carbonul se deplasează între roci, oceane, organismele vii și atmosferă, acționează ca un termostat natural al Pământului, reglând temperatura planetei în decursul unor lungi perioade de timp.
Într-un nou studiu, publicat în Nature, oamenii de știință au analizat eșantioanele de roci din decursul ultimelor trei miliarde de ani și au descoperit dovezi ale unor modificări dramatice în funcționarea acestui ciclu în urmă cu circa 400 de milioane de ani, când plantele au început colonizarea uscatului.
Cercetătorii au observat o modificare în chimia apelor oceanice, care indică o modificare la scară globală a modului de formare a argilei. Deoarece argila care se formează în oceane (degradare inversă) duce la eliberarea dioxidului de carbon în atmosferă, iar argila de pe uscat este un produs secundar al degradării chimice care înlătură dioxidul de carbon din atmosferă, acest fenomen a redus cantitatea de carbon din atmosferă, ceea ce a dus la o planetă mai rece, cu o alternanță între perioade glaciare și perioade calde.
„Studiul nostru sugerează că ciclul carbonului a funcționat în mod fundamental diferit pentru cea mai mare parte a istoriei Pământului, comparativ cu ziua de astăzi”, a declarat dr. Philip Pogge von Strandmann, autorul senior al studiului. „Modificarea, care a apărut gradual în urmă cu 400-500 milioane de ani, pare a avea o legătură cu două inovații biologice majore din acea perioadă: răspândirea plantelor pe uscat și dezvoltarea organismelor marine care extrag siliciul din apă pentru a-și forma scheletele și pereții celulari. Înainte de această modificare, dioxidul de carbon atmosferic rămânea ridicat, ducând la un climat de seră stabil. De atunci, climatul nostru a alternat între perioade glaciare și perioade calde. Astfel de modificări stimulează evoluția, iar în aceste perioade evoluția formelor complexe de viață este accelerată, cu apariția pentru prima dată a animalelor de uscat. O atmosferă mai săracă în carbon este mai sensibilă la schimbări, permițând oamenilor să influențeze clima mai ușor prin arderea combustibililor fosili.”
Autoarea principală a studiului, Boriana Kalderon-Asael, de la Universitatea Yale, a mai adăugat: „prin măsurarea izotopilor de litiu din rocile planetei, am căutat să depistăm dacă au apărut modificări în funcționarea ciclului carbonului la o scară mare de timp. Am descoperit că acest lucru s-a întâmplat, iar modificările par a avea o legătură cu apariția plantelor de uscat și a animalelor marine care utilizează siliciul.”
În cadrul studiului, cercetătorii au măsurat izotopii de litiu din 600 de eșantioane de rocă din numeroase regiuni ale lumii. Litiul prezintă doi izotopi naturali stabili: unul format din trei protoni și trei neutroni și altul format din trei protoni și patru neutroni.
Atunci când argila se formează lent pe uscat, ea preferă litiul-6, lăsând apa din jur mai bogată în celălalt izotop mai greu, litiul-7. Analizând probele cu ajutorul spectrometriei de masă, cercetătorii au descoperit o creștere a nivelurilor izotopului de litiu-7 în apele oceanice din urmă cu 400-500 milioane de ani, ceea ce sugerează o modificare majoră în producerea argilei la nivel global, care coincide cu răspândirea plantelor de uscat și apariția formelor de viață marine utilizatoare de siliciu.
Pe uscat, argila se formează ca un reziduu al degradării chimice, procesul primar prin care dioxidul carbon este înlăturat din atmosferă. Procesul are loc atunci când carbonul din atmosferă se combină cu apa pentru a forma un acid slab, acidul carbonic, care cade la sol sub formă de precipitații și dizolvă rocile, eliberând ioni, inclusiv ioni de calciu, care se scurg apoi în oceane. În cele de urmă, carbonul este înmagazinat în rocile de pe fundul oceanului. Prin contrast, cantitatea de carbon absorbită de plante în timpul fotosintezei este anulată atunci când plantele se descompun și, drept urmare, rareori afectează nivelurile de dioxid de carbon la o scară mai mare de câteva sute de ani.
Când argila se formează în oceane, carbonul rămâne în apă, iar apoi este eliberat în aer ca parte a schimburilor continue de carbon ce au loc la contactul dintre aer și suprafața apei.
Sursa: Phys.org.