Ученые Принстонского университета в США выяснили, что тектонические процессы могут приводить к глобальным изменениям климата. Столкновение индийского субконтинента с Азией 50 миллионов лет назад понизило температуру морских вод и привело к насыщению океанов кислородом, что изменило условия обитания живых организмов. Статья с результатами научной работы опубликована в журнале Science.
Исследователи проанализировали изотопный состав раковин фораминифер, чтобы определить концентрации азота в океане в период от 70 до 30 миллионов лет назад. Окаменелые останки раковинных одноклеточных организмов были собраны в северной и южной части Атлантического океана, а также на севере Тихого океана.
Азот является ключевым компонентом органических веществ, составляющих метаболизм живых организмов. Лишь некоторые существа — например, цианобактерии — способны фиксировать атмосферный азот, превращая его в биологически доступную форму. Сам химический элемент имеет два стабильных изотопа — N-15 и N-14. Их соотношение в отложениях отражает уровень кислорода в морской воде того времени, поскольку при океанской аноксии (недостатке кислорода) происходит потеря фиксированного азота с преимущественным выделением N-14.
Оказалось, что через 10 миллионов лет после вымирания динозавров, 56 миллионов лет назад, соотношение углерода-15 и углерода-14 было высоким, что указывает на дефицит кислорода. Это могло объясняться глобальным потеплением, поскольку в теплой воде кислород плохо растворяется. Однако 55 миллионов лет назад произошел скачок в концентрации кислорода, при этом климат оставался теплым, что свидетельствует о другой причине.
В это же время Индия начинает сталкиваться с Азией, что в конечном итоге привело к исчезновению моря Тетис. До этого вдоль морского шельфа на средней глубине формировались теплые и соленые слои морской воды из-за того, что в этой зоне, характеризующейся субтропическим климатом, испарение преобладало над осадками. Эти условия способствовали аноксии. Тектонические процессы привели к исчезновению шельфа и насыщению морских вод кислородом.
Ранее ученые Орегонского университета выяснили, что 2,4 миллиарда лет назад произошел быстрый подъем суши из Мирового океана и глобальное изменение климата. Появление большой площади суши способствовало увеличению альбедо — способности отражать солнечные лучи. Интенсификация процессов выветривания привела к потреблению большого количества углекислого газа в атмосфере, что нарушило радиационный баланс Земли. Это, в свою очередь, вызвало серию ледниковых периодов 2,4-2,2 миллиарда лет назад и повышение концентрации кислорода.