Jaki wpływ na bioróżnorodność ma ruch płyt tektonicznych?Czas czytania: 6 min

Wieści ze świata nauki to cykl tekstów skupiających się na najnowszych doniesieniach naukowo-badawczych z różnorodnych dziedzin. W tekstach tych omawiane są bieżące artykuły publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych, a także ich znaczenie dla stanu współczesnej wiedzy. Powszechnie znana jest sentencja autorstwa Newtona, zgodnie z którą to, „co my wiemy, to tylko kropelka. Czego nie wiemy, to cały ocean.” Celem tekstów publikowanych w tym dziale jest przybliżenie czytelnikom właśnie tych kropelek.

Historia życia na Ziemi jest bardzo złożona. Wielokrotne masowe wymierania, a następnie „gwałtowne” pojawianie się nowych gatunków (np. eksplozja kambryjska¹) pozostawiły widoczny ślad w bioróżnorodności, z jaką dziś mamy do czynienia. Historia życia jest powiązana z historią geologiczną Ziemi, ponieważ określone warunki geochemiczne i geofizyczne leżą u podstaw powstania i utrzymania życia na naszej planecie². Badanie geologicznej i biologicznej historii Ziemi pozwala na znajdowanie współzależności pomiędzy zmianami środowiskowymi a bioróżnorodnością, np. związek erupcji wulkanicznych z późniejszą dominacją dinozaurów³ lub związek masowego wymierania z powstawaniem określonych złóż mineralnych⁴. Autorzy artykułu zatytułowanego Continental Configuration Controls Ocean Oxygenation During the Phanerozoic [Konfiguracja kontynentalna w fanerozoiku a natlenienie oceanów], który ukazał się na łamach „Nature”, zwracają uwagę, że bardzo istotną rolę w historii życia na Ziemi odegrała tektonika płyt⁵.

Czym jest tektonika płyt?

Kula ziemska nie jest monolitem, ale posiada różnorodne warstwy, nazywane geosferami – od jądra wewnętrznego, przez jądro zewnętrzne, płaszcz ziemski i górny płaszcz ziemski aż po skorupę ziemską. W głębokich warstwach skorupy ziemskiej oraz w górnym płaszczu ziemskim znajduje się magma, czyli gorąca i stopiona masa krzemianów oraz innych związków, która czasami wydostaje się na zewnątrz skorupy w postaci lawy wulkanicznej, a w głębokich warstwach Ziemi nieustannie ulega konwekcji (procesowi przekazywania ciepła poprzez poruszanie się stref o różnych temperaturach)⁶. Konwekcja magmy sprawia, że położone tuż nad nią płyty tektoniczne mogą się przesuwać. Płyty tektoniczne są podstawą struktur tworzących powierzchnię Ziemi (dzielą się więc na płyty kontynentalne oraz oceaniczne). Ich ruch jest bardzo powolny (trwa nawet miliony lat), ale kiedy dojdzie do zderzenia płyt, to konsekwencje tego zdarzenia są globalne – powstają rowy oraz grzbiety oceaniczne, a także masywy górskie. Słabsze zderzenia tektoniczne skutkują trzęsieniami ziemi oraz falami tsunami. Tektonika płyt jest także jednym z filtrów tafonomicznych, co oznacza, że może niszczyć skamieniałości – zderzenie płyt tektonicznych sprawia, że znajdujące się w głębokich warstwach skamieliny zwierząt lub roślin są doszczętnie niszczone⁷.

Jaki ma to związek z życiem?

Jednym z głównych czynników, dzięki którym w wodach utrzymuje się życie, jest to, że tlen rozpuszcza się w wodzie. Poziom rozpuszczalności tlenu w morzach i oceanach warunkowany jest między innymi przez temperaturę wody – z reguły im woda jest chłodniejsza, tym lepiej rozpuszczają się w niej gazy. Zauważa się, że zmiany w natlenieniu głębin oceanicznych są głównie spowodowane siłą cyrkulacji – powolna cyrkulacja prowadzi do niskiego poziomu tlenu, zaś energiczna cyrkulacja do wyższych poziomów tlenu. Dzieje się tak ze względu na aktywność bakterii rozkładających martwą materię organiczną na dnach oceanów i zużywających przy tym tlen. Jeśli cyrkulacja zachodzi powoli, może to prowadzić do tego, że niektóre regiony oceanu stają się całkowicie pozbawione tlenu, co powoduje nie tylko przemieszczanie się populacji w poszukiwaniu natlenionej wody, ale także wymieranie niektórych gatunków. Badacze zauważają, że zmiany cyrkulacji oceanicznej i wynikający z nich wpływ na dostarczanie i zużycie tlenu są dominującym mechanizmem odtleniania oceanów⁸. Zmiany poziomu tlenu z kolei istotnie wiążą się z ewolucją biologiczną oraz z masowym wymieraniem⁹.

Autorzy artykułu w „Nature” wskazują, że dotychczas w ocenianiu natlenienia wód w oceanach nie brano pod uwagę konfiguracji kontynentów, która w istotny sposób oddziałuje na intensywność cyrkulacji wody. Zauważają również, że w określaniu, jak w historii Ziemi zmieniała się bioróżnorodność oceaniczna, należy brać pod uwagę także ruch płyt tektonicznych, które nie tylko wpływały na konfigurację kontynentów, ale także samymi swoimi zderzeniami i osunięciami powodowały ruch wody¹⁰.

Zaprezentowane badanie podkreśla złożoność procesów, które w historii miały wpływ na poziom tlenu w oceanach, a także pokazuje, że nawet niewielkie lokalne zmiany (niedotlenienie obszaru oceanicznego) może przynieść skutki dla globalnej bioróżnorodności.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ikonka cyklu: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 09.10.2022

Literatura: