To góry dały nam życie?

Wyniki najnowszych badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Science Advances", wskazują na nowe uwarunkowania ewolucji życia na naszej planecie. Zespół naukowców z University of British Columbia, Utrecht University oraz Swedish Museum of Natural History wykazał, że procesy wypiętrzania się gór mogły odegrać fundamentalną rolę w powstaniu i rozwoju złożonych form życia na Ziemi. Wyniki tych analiz wskazują, że procesy geologiczne zachodzące nawet głęboko pod powierzchnią naszej planety miały bezpośredni wpływ na pojawienie się warunków sprzyjających eksplozji bioróżnorodności.

Szczyt Store Russetinden w północnej Norwegii (Fot. Matthijs Smit) /materiały prasowe

Badania prowadzone przez grupę dr Matthijsa Smita z UBC obejmowały szczegółową analizę skał metamorficznych, które przez ostatnie trzy miliardy lat były poddawane ogromnym ciśnieniom w wyniku kolizji płyt tektonicznych. Zespół naukowców prześledził, jak w wyniku tych procesów powstawały coraz wyższe pasma górskie, a ich rozwój znacząco wpływał na skład chemiczny atmosfery i oceanów.

Kluczowym odkryciem jest zidentyfikowanie dwóch okresów gwałtownego wzrostu gór. Pierwszy miał miejsce około 2,2 miliarda lat temu, a drugi około 700 milionów lat temu. W obu przypadkach wzrost grubości skorupy kontynentalnej w rejonach górskich sięgał odpowiednio 30–60 km oraz niemal 90 km, co przekładało się na powstawanie masywnych pasm górskich o wysokościach porównywalnych z dzisiejszymi Himalajami.

Jak podkreśla dr Smit, przed trzema miliardami lat kluczowe pierwiastki, takie jak fosfor, były uwięzione w skorupie ziemskiej, a oceany pozostawały ubogie w składniki odżywcze. Dopiero rozwój wysokich gór umożliwił intensyfikację procesów wietrzenia i erozji, dzięki czemu do oceanów zaczęły trafiać znaczne ilości substancji odżywczych. To właśnie te procesy umożliwiły rozwój fotosyntezy i wzrost stężenia tlenu w atmosferze, co z kolei stworzyło warunki do powstania złożonych organizmów.

Pierwsze wypiętrzenie

Dr Douwe van Hinsbergen z Uniwersytetu w Utrechcie zwraca uwagę, że pierwsze wypiętrzenie mogło umożliwić pojawienie się lądów na dużą skalę, natomiast drugie - doprowadzić do powstania gór o wysokościach przekraczających wszystko, co istniało wcześniej. „Tak głębokie zmiany sugerują, że góry mogły odegrać znacznie większą rolę w kształtowaniu warunków do powstania życia, niż dotychczas sądzono” - podkreśla.

Wyniki badań wskazują, że okresy wypiętrzania się gór pokrywają się w czasie z tzw. wydarzeniami oksydacyjnymi, czyli gwałtownym wzrostem zawartości tlenu w atmosferze. Pierwsza taka zmiana, około 2,2 miliarda lat temu, zbiegła się z podniesieniem gór do wysokości około połowy dzisiejszych Himalajów. Drugi skok, 700 milionów lat temu, to czas, gdy powstały góry o wysokościach dorównujących obecnym najwyższym szczytom Ziemi.

Dr Ellen Kooijman ze Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej podkreśla, że nie jest przypadkiem, iż rozwój i różnicowanie życia na Ziemi nastąpiły właśnie w tych okresach. "To fascynujące, że pasma górskie, które dziś uważamy za stały element krajobrazu, przez miliardy lat nie istniały, a ich pojawienie się mogło być kluczowym czynnikiem napędzającym zmiany środowiskowe i biologiczne" - dodaje współautorka pracy.

Przełom w rozumieniu ewolucji życia?

Współczesne Himalaje i Karakorum, z najwyższymi szczytami świata, Mount Everestem i K2, są stosunkowo młodymi pasmami górskimi, pod którymi grubość skorupy ziemskiej sięga nawet 80 km, czyli dwukrotnie więcej niż w przypadku większości innych kontynentów. Kolejne etapy wypiętrzania się tych gór miały, zdaniem naukowców, nieodwracalny wpływ na ilość materii dostarczanej do oceanów, co z kolei napędzało kolejne etapy ewolucji.

Badania zespołu dr Smita stanowią przełom w rozumieniu powiązań między procesami geologicznymi a ewolucją życia. Pokazują, że to, co działo się głęboko pod powierzchnią Ziemi, mogło mieć kluczowe znaczenie dla powstania warunków umożliwiających rozwój złożonych organizmów. To właśnie góry, poprzez dostarczanie składników odżywczych i wpływ na klimat, mogły być motorem napędowym dla powstania bioróżnorodności, jaką dziś obserwujemy na naszej planecie.