В последнее время наблюдается настоящий «взрыв» публикаций, посвященных так называемому «кембрийскому взрыву» - внезапному появлению в начале кембрия множества современных типов живых существ, остатков которых в более древних слоях практически не наблюдается. Кембрийский взрыв, как пишет nplus1.ru, стал одним из самых значительных эволюционных скачков в масштабах всей земной биосферы. Миллиардами лет до него жизнь оставалась мягкотелой, малоподвижной и была представлена, в основном, одноклеточными организмами, водорослями и бактериальными матами. Однако около 540 миллионов лет назад произошел резкий прорыв сразу по нескольким направлениям: появились животные с экзоскелетом, довольно развитым зрением, способные копать и активно двигаться — предки современных моллюсков, членистоногих, хордовых и т.д.
Кембрийский взрыв обозначил переход жизни к настоящему многообразию и сложности. Kunstformen der Natur, Ernst Haeckel
В изучении природы этого яркого феномена, поставившего в свое время под сомнение правильность эволюционной теории великого Дарвина, трудятся сегодня большие коллективы палеонтологов, генетиков и специалисты в области палеомагнитизма, астрофизики и других наук. И надо сказать, однозначного объяснения причин этого «взрыва» до сих пор не существует. Для объяснения выдвигаются самые разные гипотезы: появление полового размножения или билатеральности; резкое похолодание климата или раскол суперконтинента Родинии, открывший множество прежде не существовавших экологических ниш; развитие отношений «хищник — жертва» или накопление в атмосфере такой концентрации кислорода, которое позволило быстро развивать многоклеточность и специализацию.
Среди различных трактовок явления выделяется несколько обстоятельных статей, которые в качестве движущей силы, вызвавшей настоящий всплеск жизни называют «переполюсовку» дипольного магнитного поля Земли в районе 550 млн лет назад. Именно она, по мнению авторов этих статей, стала причиной сильного разрушения озонового слоя быстрыми частицами солнечного ветра, что вызвало в свою очередь ослабление защитной функции магнитосферы (магнитопаузы), усиленное проникновение к поверхности Земли ионизирующей UV-R компоненты ультрафиолетового излучения и массовую гибель эдиакарской (вендской) фауны. На смену ей пришли совершенно иные группы животных. Такую гипотезу выдвинули недавно ученые из США и России, пишет Science ссылаясь на препринт статьи в журнале Gondwana Research.
Такой подход развивается и в другой интересной статье, в которой сотрудник Геологического института РАН Михаил Баженов и его соавторы (из ФИАН-а, департаментов Научного центра Уфы и геологических наук США) отмечают, что задолго до Кембрийского взрыва происходило необычно активное движение тектонических плит, которое регистрируется, начиная с 600 миллионов лет назад. Некоторые геологи связывают это с повышенной активностью дипольного магнитного поля Земли, которое вовлекало в движение и мантию и лежащие на ней плиты. И действительно, существует масса свидетельств тому, что в ту эпоху «геомагнетизм» был не столь «устоявшимся», и смены магнитных полюсов планеты случались на порядок чаще. Так, исследования минералов южноуральского разреза Зиган, датированных примерно 550 миллионами лет назад, указывают на 24 смены полюсов, произошедших за миллион лет, сравнительно с 2–3 за тот же срок в современную эпоху.
Такая гиперактивность геомагнитного поля могла ослаблять дипольный магнитный момент Земли, в результате чего магнитопауза — граница, на которой поле останавливает поток заряженных частиц из космоса — оказывалась намного ближе к поверхности планеты (сегодня она находится далеко за пределами атмосферы, на расстоянии примерно в 10-ть радиусов Земли). Однако, как указывают Баженов с соавторами, в моменты смены магнитных полюсов граница магнитосферы может снижаться до 1,3–1,8 радиуса.
Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли по gomeostasis.narod.ru
В результате частицы солнечного ветра не успевали отклониться магнитосферой и могли эффективно взаимодействовать с верхними слоями атмосферы. Считается, что смена поля занимают примерно 7000-10000 лет. За это время до 20-40% озона в атмосфере могло разрушаться, увеличивая поток ультрафиолета в два раза. В таких условиях выживать лучше будут организмы, которые как-то защищены от действия опасного излучения. Именно этим можно объяснить кембрийский взрыв фауны нового типа. Имея глаза сложного устройства, существа лучше чувствуют свет и успешнее ищут укрытия от радиации, к примеру, ныряя на глубоководье. Твердые покровы и раковины — это дополнительная защита от радиации. Способность рыть норы в морском дне также становится преимуществом. Появилось хищничество, а затем раковины и экзоскелеты, дававшие защиту и от нападения, и от ультрафиолета. Нововведения имели синергический эффект: многие из них позволили живым организмам быстро занимать освободившиеся экологические ниши и осваивать новые.
Окрыленные удачной гипотезой, американские и русские авторы, цитировавшихся выше работ, планируют изучить горные породы эдиакарского периода на других континентах. Образцы этих пород могут сохранять следы первичной намагниченности, а по ним можно восстановить периоды смены магнитного поля. Ученые также надеются отыскать доказательства высоких доз ультрафиолетовой радиации в летописях ископаемых организмов того периода.
Центр перспективного развития ВСЕГЕИ.
Источник(и): http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1342937X16000319
http://scientificrussia.ru/articles/kembrijskij-vzryv-vyzvan-smenoj-magnitnyh-polyusov-zemli
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X15007785
https://nplus1.ru/news/2016/02/17/magnetocambrian
Joseph G. Meert, Natalia M. Levashova, Mikhail L. Bazhenov, Ed Landing, Rapid changes of magnetic Field polarity in the late Ediacaran: Linking the Cambrian evolutionary radiation and increased UV-B radiation. Препринт, doi:10.1016/j.gr.2016.01.001 (доступно онлайн с 27 января 2016).
Mikhail L. Bazhenov, Natalia M. Levashova, Joseph G. Meertc et al, «Late Ediacaran magnetostratigraphy of Baltica: Evidence for Magnetic Field Hyperactivity?». Earth and Planetary Science Letters, V. 435, 1 February 2016, P. 124–135.
