Группа французских ученых выяснила, что изменения орбиты Земли вызвали эволюцию океанских водорослей кокколитофорид, производящих известняк, что повлияло на углеродный цикл в земной атмосфере.
Кокколитофориды – это микроскопические водоросли, которые вокруг своих клеток образуют крошечные пластинки известняка, называемые кокколитами. Форма и размер кокколитов варьируются в зависимости от вида водорослей. После своей смерти кокколитофориды опускаются на дно океана, и их кокколиты накапливаются в отложениях, которые точно отражают детальную эволюцию этих организмов в течение геологического времени.
Группа ученых под руководством исследователей из CNRS с участием нескольких университетов и научных центров Франции и США опубликовала в журнале Nature статью с выводом о том, что определенные изменения орбиты Земли повлияли на эволюцию кокколитофорид.
Свой вывод ученые сделали на основе исследования кокколитов с помощью автоматизированных микроскопов и искусственного интеллекта. Они изучили и классифицировали не менее 9 миллионов кокколитов, образовавшихся в океане за период в 2,8 миллиона лет в нескольких областях с тропическим климатом.
Исследователи обнаружили, что кокколиты претерпевали циклы большего и меньшего разнообразия по размеру и форме каждые 100 и 400 тысяч лет соответственно. Причиной этого авторы работы считают изменение формы эллиптической орбиты Земли, движущейся вокруг Солнца. Земная орбита меняет длину большой полуоси своего эллипса в том же ритме.
Таким образом, когда форма орбиты Земли ближе к окружности (большая полуось эллипса укорачивается), что наблюдается в наше время, сезонные колебания климата в экваториальных областях планеты оказываются небольшими, и во всех океанах доминируют водоросли, производящие кокколиты среднего размера.
По мере увеличения длины большой полуоси орбиты климатические сезоны в районе экватора становятся более выраженными, что заставляет кокколитофориды эволюционировать во множество специализированных видов, которые производят кокколиты разных размеров. Диапазон размеров кокколитов получается большим, а их совокупное производство уменьшается.
Из-за своего обилия и глобального распространения кокколитофориды производят примерно половину океанского известняка (карбоната кальция). Поскольку в состав известняка входит углерод (карбон), то эти водоросли играют важную роль в углеродном цикле и в определении химического состава океана, подчеркивают ученые. Поэтому вполне вероятно, что циклические изменения численности этих водорослей сыграли ключевую роль в древнем климате и могут объяснить загадочные до сих пор климатические изменения в прошлые теплые периоды. Другими словами, в отсутствие льда биологическая эволюция микроводорослей могла бы задавать темп климата, предположили авторы исследования. Эту гипотезу еще предстоит подтвердить.