Co spowodowało eksplozję życia na Ziemi? Jądro naszej planety

Pierwsze zwierzęta pojawiły się na Ziemi około 540 milionów lat temu. Ten “wybuch" albo "eksplozja kambryjska" - bo proces zaszedł bardzo szybko - zauważyli już w skamieniałościach z tego okresu dziewiętnastowieczni geolodzy i paleontolodzy. Charles Darwin uważał nawet to nagłe pojawienie się zwierząt w zapisie kopalnym za wyzwanie dla swej teorii ewolucji.

Później odkryto skamieniałości starszych organizmów (tak zwanej fauny ediakarańskiej), ale są znacznie mniej liczne, a organizmy prostsze. W okresie kambru rzeczywiście doszło do niebywale przyspieszonego rozwoju życia na Ziemi. Dlaczego?

Badacze z University of Rochester sądzą, że odpowiedź leży w jądrze Ziemi. Ma dwie warstwy: zewnętrzną, złożoną z żelaza, niklu i niewielkiej domieszki lżejszych pierwiastków. Oraz wewnętrzną, złożoną głównie z żelaza, która jest stała.

Jak sądzą naukowcy, przed epoką kambryjską jądro całe było ciekłe. Prócz żelaza zawierało inne, lżejsze pierwiastki. Ziemskie pole magnetyczne było przez to o wiele słabsze. Dopiero gdy cięższe żelazo opadło do jego środka, powstało silniejsze dynamo.

Jak to zbadali?

Jak wynika z analiz kryształów pochodzących z prekambryjskich skał w kanadyjskim Quebecu, natężenie ziemskiego pola magnetycznego nie przekraczało 10 proc. dzisiejszego. Zwiększyło się dziesięciokrotnie, do dzisiejszego poziomu dopiero około 550 mln lat temu.

Dopiero tak silne pole magnetyczne zapewniło Ziemi ochronę przed promieniowaniem kosmicznym, słonecznym wiatrem i rozbłyskami naszej gwiazdy. Życie mogło się rozwijać bez przeszkód. A właśnie około 540 mln lat temu zaczęła się “eksplozja kambryjska".

Trzeba przyznać, że nie jest to hipoteza całkiem nowa. Badacze przedstawili ją po raz pierwszy w “Nature Geoscience" w 2019 roku. Przekrojowy artykuł poświęcony badaniom jądra wewnętrznego Ziemi ukazał się w końcu marca tego roku w tygodniku “Science". Dziś badania te przypomina brytyjski dziennik “The Guardian".

Co stałoby się, gdyby ziemskie jądro nie zastygło?

- Ziemię zapewne nie czekałby los Marsa, ale gdyby nie silne pole magnetyczne, byłoby na niej mniej wody niż dzisiaj. Z pewnością stałaby się znacznie bardziej suchą planetą - mówi geofizyk, prof. John Tarduno “Guardianowi".

Warto jednak wiedzieć, że genetycy tłumaczą eksplozję kambryjską zupełnie inaczej. U zwierząt organizacją przestrzenną zarodka (czyli "planem budowy ciała") kieruje zespół genów zwany Hox. We wczesnym kambrze doszło do ich kilkakrotnej duplikacji. To wywołało tak wielkie zróżnicowanie prostych dotąd organizmów.