Смена полюсов могла вызвать одно из самых важных вымираний в истории Земли
Кризис, с которым столкнулась жизнь 540 млн лет назад, был глобальным. Миллиарды лет она была довольно однообразна и скучна. Мелководье устилали бактериальные сообщества «микробных матов», в тесном контакте с ними жили довольно большие мягкотелые организмы-вендобионты, закрываясь их толстым «одеялом» от контакта с кислородом атмосферы. Толщу воды населяли кишечнополостные и сине-зеленые водоросли.
Кембрийский взрыв изменил все: за время, ничтожное с геологической точки зрения, на Земле появились сложные организмы со скелетом и органами чувств, сложными органами и частями тела – предки современных моллюсков и иглокожих, членистоногих и хордовых. При этом одни стали охотиться на других – словом, жизнь приобрела более или менее современный вид.
Но что именно вызвало кризис конца протерозоя? Ученые до сих пор дискутируют на эту тему. Одни считают виновником избыток кислорода, накопившегося в атмосфере из-за фотосинтеза. Другие указывают на важность появления отношений «хищник – жертва», которые могли стимулировать развитие и скелетов, и органов чувств, и систем органов. Третьи отмечают, что именно на этот период, возможно, пришлась гибель суперконтинента Родиния, объединявшего всю сушу Земли: его раскол мог создать великое разнообразие новых экологических ниш и стимулировать эволюцию.
Однако работа, проведенная американским геологом Джозефом Миртом (Joseph Meert) и его коллегами, выдвигает новую гипотезу, связывая Кембрийский взрыв с резкой сменой полюсов геомагнитного поля. Древние породы сохраняют красноречивые свидетельства этих процессов. Изучив такие образцы, найденные в горах Урала, Мирт с соавторами пришел к выводу, что около 550 млн лет назад смена полюсов происходила чаще и намного – в 20 раз – быстрее, чем в нашу эпоху, занимая около 7–10 тыс. лет. «Земное магнитное поле проходило период гиперактивных смен полюсов», – комментирует ученый.
В такие периоды магнитное поле не может не ослабевать, а значит, ослабевает и защита, которую оно создает против потока заряженных частиц, непрерывно бомбардирующих нас с Солнца. Эти частицы начинают массово сталкиваться с молекулами озона в верхних частях атмосферы, разрушая их и оставляя Землю без «щита», блокирующего ультрафиолетовое излучение. По оценкам Мирта и его коллег, в конце протерозоя уровень озона упал на 20–40%, так что выжить могли лишь те, кто сумел спрятаться от губительного излучения или выработал эффективные механизмы защиты.
По мнению авторов, эти процессы и могли стимулировать Кембрийский взрыв. Появление зрения давало возможность реагировать на свет и искать умеренно освещенные места или убежище в дневное время. Позволяло вовремя уйти на глубину или зарыться в песок, при этом твердые экзоскелеты или раковины могли обеспечивать дополнительную защиту. И лишь затем, как полагают ученые, эти новшества нашли массу других полезных применений и сделали доступными для обитания новые пространства.