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

Bartosz Bagrowski

2022-10-09
Jaki wpływ na bioróżnorodność ma ruch płyt tektonicznych?<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">6</span> min </span>

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

Przypisy

  1. Czy gatunki mogą się pojawiać nagle?, „Blog Fundacji En Arche” 2021, 25 stycznia [dostęp 31 VIII 2022].
  2. Por. B. Bagrowski, Planeta zamieszkiwalna, czyli jaka? – I co ma z tym wspólnego efekt cieplarniany, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 24 kwietnia [dostęp 31 VIII 2022].
  3. Por. B. Bagrowski, O wulkanach, które umożliwiły dinozaurom opanowanie Ziemi na dziesiątki milionów lat, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 24 października [dostęp 31 VIII 2022].
  4. Por. B. Bagrowski, Najnowsze odkrycia dotyczące związku masowego wymierania z powstawaniem mikrobialitów, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 30 maja [dostęp 31 VIII 2022].
  5. Por. A. Pohl et al., Continental Configuration Controls Ocean Oxygenation During the Phanerozoic, „Nature” 2022, Vol. 608, s. 523–527, DOI: 10.1038/s41586-022-05018-z [dostęp 31 VIII 2022].
  6. Por. B. Bagrowski, Planeta zamieszkiwalna, czyli jaka?; P. Maksymowicz, Geolodzy dokumentują, jak bogata w węgiel stopiona skała w górnym płaszczu ziemskim może wpływać na ruch fal sejsmicznych, „W Poszukiwaniu Projektu” 2020, 11 października [dostęp 31 VIII 2022]; B. Bagrowski, Co mają wspólnego erupcje wulkanów z odkryciami astronomicznymi?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 06 lutego [dostęp 31 VIII 2022].
  7. Por. B. Bagrowski, Czym są skamieniałości? – czyli o paleontologii słów kilka, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 23 kwietnia [dostęp 31 VIII 2022].
  8. Por. S. Schmidtko, L. Stramma, M. Visbeck, Decline in Global Oceanic Oxygen Content During the Past Five Decades, „Nature” 2017, Vol. 542, s. 335–339, DOI: 10.1038/nature21399 [dostęp 31 VIII 2022]; A. Oschlies et al., Drivers and Mechanisms of Ocean Deoxygenation, „Nature Geoscience” 2018, Vol. 11, s. 467–473, DOI: 10.1038/s41561-018-0152-2 [dostęp 31 VIII 2022].
  9. Por. K.J. Meissner, A. Oschlies, Plate Tectonics Controls Ocean Oxygen Levels, „Nature” 2022, Vol. 608, s. 480-481, DOI: 10.1038/d41586-022-02187-9 [dostęp 31 VIII 2022].
  10. Por. Pohl et al., Continental Configuration.

Literatura:

  1. Bagrowski B., Co mają wspólnego erupcje wulkanów z odkryciami astronomicznymi?, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 06 lutego [dostęp 31 VIII 2022].
  2. Bagrowski B., Czym są skamieniałości? – czyli o paleontologii słów kilka, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 23 kwietnia [dostęp 31 VIII 2022].
  3. Bagrowski B., Najnowsze odkrycia dotyczące związku masowego wymierania z powstawaniem mikrobialitów, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 30 maja [dostęp 31 VIII 2022].
  4. Bagrowski B., O wulkanach, które umożliwiły dinozaurom opanowanie Ziemi na dziesiątki milionów lat, „W Poszukiwaniu Projektu” 2021, 24 października [dostęp 31 VIII 2022].
  5. Bagrowski B., Planeta zamieszkiwalna, czyli jaka? – I co ma z tym wspólnego efekt cieplarniany, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 24 kwietnia [dostęp 31 VIII 2022].
  6. Czy gatunki mogą się pojawiać nagle?, „Blog Fundacji En Arche” 2021, 25 stycznia [dostęp 31 VIII 2022].
  7. Maksymowicz P., Geolodzy dokumentują, jak bogata w węgiel stopiona skała w górnym płaszczu ziemskim może wpływać na ruch fal sejsmicznych, „W Poszukiwaniu Projektu” 2020, 11 października [dostęp 31 VIII 2022].
  8. Meissner K.J., Oschlies A., Plate Tectonics Controls Ocean Oxygen Levels, „Nature” 2022, Vol. 608, s. 480–481, DOI: 10.1038/d41586-022-02187-9 [dostęp 31 VIII 2022].
  9. Oschlies A. et al., Drivers and Mechanisms of Ocean Deoxygenation, „Nature Geoscience” 2018, Vol. 11, s. 467–473, DOI: 10.1038/s41561-018-0152-2 [dostęp 31 VIII 2022].
  10. Pohl A. et al., Continental Configuration Controls Ocean Oxygenation During the Phanerozoic, „Nature” 2022, Vol. 608, s. 523–527, DOI: 10.1038/s41586-022-05018-z [dostęp 31 VIII 2022].
  11. Schmidtko S., Stramma L., Visbeck M., Decline in Global Oceanic Oxygen Content During the Past Five Decades, „Nature” 2017, Vol. 542, s. 335–339, DOI: 10.1038/nature21399 [dostęp 31 VIII 2022].

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *