Figur 1:Tidiga kambriska kontinentala arrangemang och havstemperaturer, som härleds från den numeriska jämförelsen av våra globala klimatsimuleringar med en databas med klimatkänsliga sedimentära bergarter. Vita hexagoner representerar de sedimentära bergarterna som bildades under det tidiga kambrium och bevaras idag, som tjänade lika många "ankarpunkter" för att bestämma i vilken utsträckning simulerat klimat överensstämde med vår nuvarande kunskap om tidiga kambriska klimat. Kontinentnamn är skrivna i fetstil. Kredit:Gents universitet
De flesta djurgrupper som befolkar vår planet idag dök upp under det tidiga kambrium (för cirka 520 miljoner år sedan), etablerar den djurrika biosfär vi fortfarande har idag. Trots den här tidens biologiska betydelse, det finns fortfarande betydande osäkerheter om hur jorden faktiskt såg ut då, i synnerhet kontinenternas läge och klimatets natur. Dessa osäkerheter kvarstår eftersom de flesta av de tekniker som används för att rekonstruera tidigare klimatförhållanden och för att bestämma kontinenternas paleopositioner är svåra att tillämpa så långt tillbaka i tiden. Särskilt, ju längre tillbaka i tiden vi går, ju mindre sten bevaras, och mer sannolikt är det att de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos det bevarade berget kommer att ha förändrats av geologiska processer.
Klimatkänsliga stenar, såsom sedimentärt salt (evaporiter) och tropiska havsavlagringar (olitiska kalkstenar), bildas endast under vissa klimatförhållanden och är en viktig källa till klimatdata, oberoende av de vanliga geokemiska metoderna. Särskilt, det är mycket svårare att ändra klimatsignalen för en hel bergart än att subtilt ändra den klimatkänsliga kemin i den bergarten. Som ett resultat, klimatkänsliga bergarter ger en större tidsmässig och paleogeografisk täckning av paleoklimatdata än vad geokemiska proxydata kan. Ett tvärvetenskapligt team av forskare från Europa och USA ansökte, för första gången i Kambrium, en robust kvantitativ behandling av en databas med klimatkänsliga bergarter för att kasta nytt ljus över hur jorden såg ut för över 500 miljoner år sedan. Genom att jämföra globala numeriska simuleringar av tidiga kambriska klimat med databasen över sedimentära avlagringar, forskarna bestämde vilken kombination av klimat och kontinentalt arrangemang som bäst förklarade den geologiska databasen. Detta numeriska tillvägagångssätt ger ett unikt fönster på planeten jorden vid tidpunkten för den kambriska explosionen (Figur 1).
De numeriska resultaten indikerar att den kambriska djurstrålningen ägde rum i en värld med de flesta kontinentala landmassor på södra halvklotet och med ett klimat som är betydligt varmare än idag, med genomsnittliga årliga havsyttemperaturer på cirka 19 grader Celsius vid polerna och 38 grader Celsius på tropiska breddgrader. Dessa resultat visar att integration av data och modeller i ett kvantitativt analytiskt ramverk har potential att väsentligt förfina vår förståelse av hur jorden såg ut i det djupa förflutna, åtminstone så långt tillbaka som för 500 miljoner år sedan.
