Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
En ny studie som involverar ett internationellt team av forskare har funnit att utvecklingen av landväxter orsakade en plötslig förändring i sammansättningen av jordens kontinenter.
Upptäckten gjordes genom att koppla samman växternas fossila register med arkiv över miljöförändringar och med uppgifter om jordens kemiska sammansättning djupt under våra fötter under de senaste 700 miljoner åren.
Genom att göra det har forskare identifierat en dramatisk förändring i sammansättningen av stenar som utgör jordens kontinenter som drevs av den primitiva vegetationen som fångade lera på land, vilket hindrade den från att skölja ner floder och ut i havet.
Dr Alex Brasier, från University of Aberdeens School of Geosciences, är bland medförfattarna till studien som involverade forskare från universiteten i Southampton, Cambridge, Wuhan i Kina och Queen's University i Kanada. Den har publicerats i Nature Geoscience .
Dr Brasier säger att "de första landväxterna var enkla, små saker som mossor som levde i våta miljöer på land för mellan cirka 450 och 420 miljoner år sedan under Ordovicium och Silurperioden. Större växter med djupare rötter som kunde leva i torrare miljöer. utvecklades kort efter, under devonperioden."
"Dessa primitiva växter sprider sig över landet och förvandlar det som en gång var en Mars-liknande planet av karga stenar till en värld av liv som växer i organiskt rika jordar. Några av de mest spektakulära och viktigaste tidiga markväxtfossilen på jorden är från byn av Rhynie i Aberdeenshire, där mineraler föll ut från en varm källa och fossiliserade deras stjälkar - tillsammans med andra saker som levde på växterna som insekternas förfäder - för 407 miljoner år sedan."
Dr. Brasier tillade att studien kommer att informera kommande undersökning av fossiler som kommer från den lilla byn Rhynie i Aberdeenshire, välkänd bland paleontologer för sina spektakulära fossiler av 407 miljoner år gamla primitiva växter.
"Vi arbetar nu med kollegor från Queen's University om kemin i klipporna från Rhynie varma källor, där vi hoppas kunna avslöja mer om denna viktiga fossilbevarande plats och leta efter ytterligare ledtrådar om hur dessa tidiga landväxter förändrade jorden ."
Spridningen av växter förvandlade helt jordens biosfär – de delar av planetens yta där liv frodas – med små växter som senare utvecklades till träd och banade väg för gigantiska 2,5 meter långa tusenfotingar som lämnade sina fotspår på Isle of Arran i kolträskarna av karbonperioden och senare för dinosauriernas tillkomst.
Studiens huvudförfattare, Dr Christopher Spencer, biträdande professor vid Queen's University, förklarade att växter orsakade grundläggande förändringar i flodsystem, vilket ledde till fler slingrande floder och leriga översvämningsslätter, såväl som tjockare jordar.
Han tillade att "denna förändring var knuten till utvecklingen av växternas rotsystem som hjälpte till att producera kolossala mängder lera (genom att bryta ner stenar) och stabiliserade flodkanaler, som låste upp denna lera under långa perioder."
Teamet insåg att jordens yta och djupa inre är sammanlänkade av plattektonik - floder spolar ut lera i haven, och denna lera dras sedan in i jordens smälta inre vid subduktionszoner där den smälts för att bilda nya stenar.
"När dessa stenar kristalliseras, fångar de spår av sin tidigare historia", förklarade studiens medförfattare Dr. Tom Gernon, docent i geovetenskap vid University of Southampton. "Så, vi antog att utvecklingen av växter dramatiskt skulle bromsa leveransen av lera till haven, och att denna egenskap borde bevaras i bergrekordet - så enkelt är det."
To test this idea, the team studied a database of over five thousand zircon crystals formed in magmas at subduction zones—essentially 'time capsules' that preserve vital information on the chemical conditions that prevailed on Earth when they crystallized.
The team uncovered compelling evidence for a dramatic shift in the composition of rocks making up Earth's continents, which neatly coincides with the onset of the first mud-trapping land plants.
Notably, the scientists also found that the chemical characteristics of zircon crystals generated at this time indicate a significant slowing down of sediment transfer to the oceans, just as they had hypothesized.
The researchers show that vegetation changed not only the surface of the Earth, but also the dynamics of melting in Earth's mantle.
"It is amazing to think that the greening of the continents was felt in the deep Earth," Dr. Spencer said. "Hopefully this previously unrecognized link between the Earth's interior and surface environment stimulates further study." + Utforska vidare
