Загуба на земния баланс

Изследователи от Калифорнийския технологичен институт смятат, че са решили загадката на "еволюционния голям взрив", който се е случил преди половин милиард години. По това време животът на Земята претърпява дълбока промяна, свидетелство за което е най-старият фосил, намерен досега, който е бил сред прародителите на всички животни на Земята. В своя доклад групата съобщава, че еволюционния скок, станал по това време, съвпада с друго уникално явление в земната история - промяна на земната ос с 90 градуса по отношение на континентите. Д-р Джоузеф Киршвинк, геолог и водещ автор на изследването, смята, че гигантска промяна в разположението на тектоничните слоеве нарушава баланса на земната маса, което довежда до нейното преориентиране. Това означава, че районите, разположени на полюсите, са се преместили на Екватора, а две противоположни точки близо до екватора стават новите полюси.

Живите организми започват да се развиват изключително бързо, близо 20 пъти по-бързо от нармалното евелюционно ниво, преди около половин милион години, и никой не знае защо. Според Д-р Киршвинк "Това бясно развитие започва преди около 530 милиона години и спира след около 15 милиона години. Това е една от мистериите на биосферата." Геофизичните доказателства, събрани от скални депозити преди този период, по време на периода и след него, показват, че всички големи континенти преживяват голямо придвижване през този интервал от време.

Дейвид Евънс, съавтор на доклада, отбелязва, че е много трудно да се накарат големите континенти да се придвижват със скорост над няколко десетки сантиметра на година. Нормалните нива днес са между 5 и 20 сантиметра на година. Според Евънс "Земята следва "тектоничен лимит" през последните 200 милиона години, като нищо, подобно на промяната през ранния Камбрий, не е наблюдавано. Някакъв друг процес трябва да е накарал континентите да се движат толкова бързо по горните слоеве на мантията.

Геофизиците знаят от около половин век, че твърда, подвижна част на планета може да се движи бързо при определено положение на нейната ос на въртене. Процесът е наречен "истинско полярно изместване". Според Киршвинк то не е като познатото ни движение на тектоничните плочи. Последното се предизвиква от пренос на топлина в земната мантия, докато истинското полярно изместване е следствие от дисбаланс в масата на планетата, което според законите на физиката води до изместване към равновесното положение със значително бързи темпове. По време на това преместване цялата твърда структура на планетата се движи едновременно.

Аналогия на ефекта можем да направим чрез един прост опит. Нека циментираме противоположните краища на една баскетболна топка, а след това да я завъртим. Ако я завъртим с тежестите на екватора, тя ще продължи да се върти без никакво изместване. Ако я завъртим на една от тежестите обаче, топката ще започне да се върти, така че тежестите в края на краищата ще се окажат на екватора. В този случай топката изравнява своя максимален инертен момент с оста на въртене, както се изисква от законите на физиката.

Като астрономическо доказателство, че такъв феномен може да се случи, авторите се обръщат към Марс. На екватора на планетата има гигански вулкан, наречен Тарсис, който е най-голямата гравитационна аномалия в Слънчевата система. Тарсис може да се е образувал на екватора, но е много по-вероятно това да е станало някъде по-близо до полюсите, а след това той да се е преместил към екватора заради увличащите сили, предизвикани от неговата голяма маса.

Нещо подобно трябва да е станало на Земята, казва Киршвинк. Преди 550 милиона години, 20 милиона години преди еволюционния взрив, се затварят някои от зоните на потъване при формирането на суперконтинент. Това води до голямо изместване на тектоничните граници.

Ако Земята е имала гиганска масова аномалия на екватора и сравнително равномерно разпределена маса навсякъде другаде, дори и малко разместване на по-малките части би довело до големи размествания на всички тектонични плочи. Движение до 90 градуса би могло да бъде предизвикано и ако максималния инертен момент ( който е на полюсите ), стане по-малък от средния момент ( който е на екватора ). Големите движения на тектонични плочи могат много добре да бъдат обяснени с инертно разместване. През 15-те милиона години на бързо преместване на плочите, всички живи форми биха били форсирани да се справят с бързо променящите се климатични условия. Тъй като океанските циркулационни цикли са много чувствителни към промените в климата, една голяма климатична промяна би накарала теченията да станат непредсказуеми. Резките смени в глобалната океанска циркулация биха предизвикали отделянето на органичен въглерод от океанското дъно.

Въпросът какво точно е предизвикало еволюционния взрив може би ще намери своя отговор. Киршвинк отбелязва, че тези глобални промени в океанската циркулация ще разстроят регионалните екосистеми, като ги разбият на по-малки и изолирани групи организми. Според него "Еволюционните шансове за оцеляване в малка популация са по-големи, отколкото в голяма. Въглеродните цикли сочат, че големи промени в океанската циркулация стават на всеки един милион години. Това е достатъчно време за еволюцията, за да израсте на основата на остатъците от предишната флора и фауна.

След това процесът се повтаря. Това е страхотен сценарий за увеличаващото се разнообразие в животинския свят, особено за периода преди половин милиард години, когато се обособяват главните групи животни, които съществуват и до днес. Киршвинк и неговите сътрудници правят тези изводи на базата на информация, събирана в продължение на 20 години работа в райони с добре изложени пластове от Предкамбрия и Камбрия. Те изучават слабите магнитни полета на скалите ( палеомагнетизъм ) с надеждата да разберат разположението на магнитното поле на земята преди половин милион години. Остатъчният магнетизъм също може да покаже на каква ширина са се намирали седиментите. Това е така, защото магнитното поле се променя с промяната на географската ширина. Фактът, че са намерени магнитни материали, които сочат в други посоки, показва, че земята се е премествала заедно със северния магнитен полюс.

Геоложките образци, събрани в Австралия ( където има най-добре запазени седименти от епохата на Пангея ), показват, че целия континент се е завъртял обратно на часовниковата стрелка с близо 90 градуса. Това завъртане е започнало преди 534 милиона години и свършва някъде в средата на Камбрия.

Северна Америка, от друга страна, се движи бързо от късния Предкамбрий до Средния Камбрий, като за това време сменя разположението си отюжното в северното полукълбо. Дори видовете морски скали, преобладаващи в различните географски райони - карбонати на тропиците и глини и конгломерати в по-големите ширини, доказват палеомагнетично насочени движения. Палеомагнетичните посоки са точни до 5 градуса. Тъй като полюсите се премествали много бързо, може да се определи и приблизителната географска дължина.

Хипотезата на Киршвинк е тествана много пъти, и може би това е вярното обяснение на еволюционния взрив от преди половин милиард години.