Hur överlevde livet den allvarligaste istiden? Ett forskargrupp som leds av McGill University har hittat de första direkta bevisen på att glacialt smältvatten gav en avgörande livlina till eukaryoter under Snowball Earth, när haven var avskurna från livgivande syre, besvara en fråga som förbryllar forskare i åratal.

I en ny studie publicerad i Förfaranden vid National Academy of Sciences i USA , forskare studerade järnrika stenar som efterlämnats av glaciala fyndigheter i Australien, Namibia, och Kalifornien för att få ett fönster till miljöförhållandena under istiden. Med hjälp av geologiska kartor och ledtrådar från lokalbefolkningen, de vandrade till rock outcrops, navigera utmanande spår för att spåra bergformationerna.

Genom att undersöka kemin hos järnformationerna i dessa bergarter, forskarna kunde uppskatta mängden syre i haven för cirka 700 miljoner år sedan och bättre förstå vilka effekter detta skulle ha haft på allt syreberoende marint liv, inklusive de tidigaste djuren som enkla svampar.

"Beviset tyder på att även om mycket av haven under djupfrysning skulle ha varit obeboelig på grund av syrebrist, i områden där den jordade isen börjar flyta fanns det en kritisk tillförsel av syresatt smältvatten. Denna trend kan förklaras av vad vi kallar en 'glacial syrepump'; luftbubblor fångade i isisen släpps ut i vattnet när det smälter, berikar det med syre, "säger Maxwell Lechte, en postdoktor vid Institutionen för jord- och planetvetenskap under överinseende av Galen Halverson vid McGill University.

För cirka 700 miljoner år sedan, jorden upplevde den mest allvarliga istiden i sin historia, hotar överlevnaden av mycket av planetens liv. Tidigare forskning har antytt att syreberoende liv kan ha varit begränsat till smältvattenspölar på isytan, men denna studie ger nya bevis på syresatta marina miljöer.

"Det faktum att den globala frysningen inträffade före utvecklingen av komplexa djur tyder på en koppling mellan Snowball Earth och djurens utveckling. Dessa hårda förhållanden kunde ha stimulerat deras diversifiering till mer komplexa former, "säger Lechte, som också är studiens huvudförfattare.

Lechte påpekar att även om fynden fokuserar på tillgänglighet av syre, primitiva eukaryoter skulle också ha behövt mat för att överleva istidens hårda förhållanden. Ytterligare forskning behövs för att undersöka hur dessa miljöer kan ha upprätthållit en matväv. En utgångspunkt kan vara moderna ismiljöer som är värd för komplexa ekosystem idag.

"Den här studien löser faktiskt två mysterier om Snowball Earth på en gång. Den ger inte bara förklaring till hur tidiga djur kan ha överlevt global istid, men förklarar också vältaligt återkomsten av järnavlagringar i det geologiska rekordet efter en frånvaro på över en miljard år, "säger professor Galen Halverson.

"Subglaciala smältvattenstödda aeroba marina livsmiljöer under Snowball Earth" av Maxwell Lechte, Malcolm Wallace, Ashleigh van Smeerdijk Hood, Weiqiang Li, Ganqing Jiang, Galen Halverson, Dan Asael, Stephanie McColl, och Noah Planavsky publiceras i Förfaranden från National Academy of Sciences av Amerikas förenta stater.