Необычный механизм " самоконтроля" в растениях и микробах, благодаря которому Земля не стала "ледышкой", несмотря на поглощение водорослями и деревьями CO2, открыли геологи. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
"Когда мы измерили концентрации СО2 в отложениях льда, мы заметили, что уровень углекислоты в атмосфере фактически всегда находился выше отметки в 180 частей на миллион в последние 800 тысяч лет. Это удивило нас, так как это указывает, что такой низкий уровень СО2 является очень стабильным. Более того, есть основания полагать, что он никогда не опускался ниже этой отметки за всю историю многоклеточной жизни на Земле", - рассказывает Сара Эгглстоун (Sara Eggleston) из Автономного университета Барселоны(Испания).
По предположениям ученых, атмосфера Земли до появления первых растений и микробов почти полностью состояла из азота, углекислого газа, метана и других парниковых газов. Кислород в ней начал появляться лишь примерно 2,2 миллиарда лет назад, после так называемой "великой кислородной катастрофы", когда первые фотосинтезирующие микробы начали поглощать атмосферный СО2 и насыщать ее кислородом.
В результате этого сила парникового эффекта ослабла, и, как сегодня считают ученые, примерно 850-600 миллионов лет назад Земля превратилась в своеобразный "снежок" - температура на планете снизилась так сильно, что ее океаны начали промерзать до экватора. Как именно Земля выбралась из этого оледенения, ученые спорят до сих пор.
Еще большие споры, как рассказывает Эгглстоун и ее коллега Эрик Галбрейт (Eric Galbraith), вызывают дискуссии вокруг того, почему нечто похожее не произошло в последующие шесть сотен миллионов лет. За это время уровень СО2 в атмосфере колебался от очень высокого во времена динозавров, и до очень низкого в современную эру и в каменноугольном периоде, и, несмотря на все эти флуктуации, Земля в целом оставалась свободной ото льда.
Пытаясь найти ответ на этот вопрос, Галбрейт и Эгглстоун изучили то, как менялась концентрация СО2 в атмосфере за последние 800 тысяч лет, анализируя содержимое льдов Антарктиды, формировавшихся в во времена отступления и наступления ледниковых периодов.
При этом ученые отметили удивительную тенденцию - оказалось, что уровень СО2 никогда не опускался ниже отметки в 190 частей на миллион, и что на этой отметке на его концентрацию фактически не влияли изменения в наклоне оси вращения Земли, отступления или наступления льдов, повышения или падения среднегодовых температур, активность вулканов и прочие факторы, связанные с неживой природой и космосом.
Что стабилизировало уровень СО2 и нейтрализовало все эти факторы? Как полагают авторы статьи, в роли такого стабилизатора выступали растения, скорость роста и эффективность фотосинтеза которых резко падает при понижении концентрации СО2 ниже отметки в 200 частей на миллион. Особенно сильно это характерно, как показали опыты в лаборатории, для цианобактерий, одного из основных потребителей углекислого газа на планете.
Соответственно, когда уровень СО2 падает ниже критического значения, растения резко снижают свои аппетиты, что приводит к тому, что концентрация углекислоты, благодаря выбросам вулканических газов и массовому разложению погибших растений, начнет заново расти.
Поэтому можно говорить, что в данном случае фотосинтезирующие организмы не провоцируют наступление глобального оледенения, как во времена "великой кислородной катастрофы, а наоборот, тормозят его. Подобная система взаимоотношений между природой и растениями, как считают ученые, удерживала Землю от превращения в ледышку в последние 600 миллионов лет.