Ранее упускаемый из виду фактор — положение континентов — помогает наполнить земные океаны кислородом, поддерживающим жизнь. Континентальное движение может в конечном итоге иметь противоположный эффект, убивая большинство глубоководных существ.

«Континентальный дрейф кажется таким медленным, как будто из него не может произойти ничего радикального, но когда океан готов, даже, казалось бы, незначительное событие может вызвать массовую гибель морской жизни», — сказал Энди Риджвелл, геолог Калифорнийского университета в Риверсайде и соавтор исследования. Новое исследование сил, влияющих на океанический кислород .

Вода на поверхности океана становится холоднее и плотнее по мере приближения к северному или южному полюсу, а затем опускается. Когда вода тонет, она переносит кислород, извлеченный из земной атмосферы, на дно океана.

В конце концов, обратный поток приносит питательные вещества, выделившиеся из затонувших органических веществ, обратно на поверхность океана, где они способствуют росту планктона . И непрерывная подача кислорода на более низкие глубины, и органические вещества, образующиеся на поверхности, поддерживают невероятное разнообразие рыб и других животных в современном океане.

Новые результаты, полученные исследователями из Калифорнийского университета в Риверсайде, показали, что эта циркуляция кислорода и питательных веществ может прекратиться довольно внезапно. Используя сложные компьютерные модели, исследователи исследовали, влияет ли расположение континентальных плит на то, как океан перемещает кислород. К их удивлению, это так.

Это открытие, опубликованное сегодня, подробно описано в журнале Nature .

«Много миллионов лет назад, вскоре после того, как жизнь животных в океане зародилась, вся глобальная циркуляция океана, казалось, периодически прекращалась», — сказал Риджвелл. «Мы не ожидали обнаружить, что движение континентов может привести к тому, что поверхностные воды и кислород перестанут тонуть, и, возможно, резко повлияет на то, как развивалась жизнь на Земле».

До сих пор модели, использовавшиеся для изучения эволюции морского кислорода за последние 540 миллионов лет, были относительно простыми и не учитывали циркуляцию океана. В этих моделях аноксия океана — времена, когда кислород в океане исчезал, — подразумевала падение концентрации кислорода в атмосфере.

«Ранее ученые предполагали, что изменение уровня кислорода в океане в основном отражает аналогичные колебания в атмосфере», — сказал Александр Поль, первый автор исследования и бывший специалист по моделированию палеоклимата UCR, ныне работающий в Бургундском университете Франш-Конте во Франции.

В этом исследовании впервые использовалась модель, в которой океан был представлен в трех измерениях и в которой учитывались океанские течения. Результаты показывают, что коллапс глобальной циркуляции воды приводит к резкому разделению уровней кислорода на верхних и нижних глубинах.

Это разделение означало, что все морское дно, за исключением мелководных участков вблизи побережья, полностью лишилось кислорода на многие десятки миллионов лет, вплоть до примерно 440 миллионов лет назад, в начале силурийского периода.

«Нарушение циркуляции было бы смертным приговором для всего, что не могло бы подплыть ближе к поверхности и живительному кислороду, все еще присутствующему в атмосфере», — сказал Риджвелл. Глубинные существа включают причудливых рыб, гигантских червей и ракообразных, кальмаров, губок и многих других.

В документе не рассматривается, может ли Земля ожидать подобное событие в будущем и когда, и трудно определить, когда может произойти коллапс или что его спровоцирует. Однако существующие климатические модели подтверждают, что усиливающееся глобальное потепление ослабит циркуляцию океана, а некоторые модели предсказывают возможный коллапс ветви циркуляции, начинающейся в Северной Атлантике.

«Нам понадобится климатическая модель с более высоким разрешением, чтобы предсказать массовое вымирание », — сказал Риджвелл. «Тем не менее, сегодня у нас уже есть опасения по поводу циркуляции воды в Северной Атлантике, и есть свидетельства того, что поток воды на глубину уменьшается».

Теоретически, по словам Риджвелла, необычно теплое лето или эрозия скалы могут вызвать каскад процессов, которые изменят жизнь в том виде, в каком она существует сегодня.

«Можно подумать, что все действие происходит на поверхности океана, где вы можете заниматься серфингом или плаванием. Но под ним океан неустанно трудится, снабжая жизненно важным кислородом животных в темных глубинах», — сказал Риджвелл. .

«Океан позволяет жизни процветать, но он может снова забрать эту жизнь. Ничто не исключает этого, поскольку континентальные плиты продолжают двигаться».