Dávne zaľadnenia

V mysli väčšiny ľudí je pojem „doba ľadová“ dodnes spojený s jediným obdobím „obrovskej zimy“. Rovnako uvažovali aj geológovia v 19. storočí, dokiaľ sa neukázalo, že len za posledných 2,5 milióna rokov sa vystriedali viaceré ďalekosiahle zaľadnenia. Lenže nálezy stôp po zaľadnení sa neobmedzovali len na horniny zo štvrtohôr. Vedci postupne zhromaždili dôkazy o veľkých ľadovcoch vo vzdialenej geologickej minulosti.



V prvohorách, čiže dávno pred dinosaurami, sa vyskytli dve obdobia veľkých zaľadnení pred 360-260 a 450-420 miliónmi rokov. A ešte dávnejšie, v tzv. kryogéne, ďalšie. Súš vtedy, podobne ako začiatkom éry dinosaurov, tvoril jediný superkontinent. Tentoraz nie Pangea, ale Rodinia. Na pevnine ešte neexistoval život. Dal sa nájsť len pod vodou, aj to spravidla iba vo veľmi jednoduchej, mikroskopickej podobe tvoriacej miestami povlaky kalu.

Celosvetový ľad

Dôkazy o ľadovcoch z kryogénu nachádzame na všetkých kontinentoch s výnimkou Antarktídy, kde nám práve ľad znemožňuje rozsiahlejší prieskum. Tieto ľadom pokryté pevniny sa nenachádzali natlačené v blízkosti pólov. Vieme to vďaka magnetickým minerálom, ktoré sú počas svojej kryštalizácie ovplyvnené stavom magnetického poľa Zeme. Predstavujú akési kompasy zamrznuté v čase a geológovia dokážu zistiť zemepisnú šírku miesta ich vzniku. Tieto minerály ukazujú, že niektoré ľadovce Rodinie sa museli nachádzať v rovníkovej oblasti. Taktiež kryogénne vrstvy vápencov, ktoré dnes vznikajú v tropických a subtropických oblastiach, ležia priamo na a priamo pod usadeninami ľadovcov. Katastrofické zaľadnenie naznačujú aj horniny dolomity. V chemickom zložení a svojej štruktúre vykazujú stopy, že kryštalizovali bez pričinenia schránok organizmov, iba priamo z vody. Väčšina geológov je tak presvedčená, že ľad niekoľkokrát pokryl celú, celučičkú Zem a z modrej urobil bielu planétu. Naša Zem tak vyzerala celkom ako obrovská, kozmická snehová guľa. A nie raz, ale iba v kryogéne minimálne dvakrát: pred 640-630 a pred približne 710 miliónmi rokov.

Ešte vzdialenejší pravek zažil minimálne jednu ďalšiu takúto epizódu, a to počas najdlhšieho pozemského zaľadnenia všetkých čias. Odohralo sa pred 2400 až 2100 miliónmi rokov. Z tak dávnej prehistórie však neúnavné geologické procesy zničili veľkú väčšinu usadených hornín. O tomto zaľadnení máme preto doklady iba z Južnej Afriky. V tom čase nemala ďaleko od rovníka, čo ukazuje, že ľad sa musel nachádzať na celom povrchu našej planéty.

Začiatok a koniec katastrofy

Ako mohla celá Zem zamrznúť? Výskumy ukazujú, že postačí, aby sa zväčšujúce ľadovce dostali do 30º zemepisnej šírky. Povrch ľadu bude vtedy odrážať také množstvo slnečného žiarenia, a tým pádom aj tepla, že ostatok planéty rýchlo zamrzne a pokryje ho hrubá vrstva ľadu. Nasledovalo by ukončenie kolobehu vody a plynov medzi oceánom a atmosférou. Oceány by postupne stratili voľný molekulový kyslík a hromadili by sa v nich rozpustené oxidy železa. Že k tomu naozaj došlo, dokazujú páskované železné rudy, ktoré sa usádzali len v nadväznosti na dlhé obdobia bez kyslíka. Vtedy sa vo vodách môže hromadiť rozpustené železo, pričom neskorší nárast kyslíka zapríčiní jeho oxidáciu, a tým pádom nerozpustnosť. Železo sa vyzráža a usadí.

Kvôli ľadu a zastaveniu veľkého kolobehu vody by sa z atmosféry prestal odstraňovať oxid uhličitý. Hromadil by sa z vulkanických zdrojov a po 2 až 20 miliónoch rokov, keď by dosiahol kritickú hranicu, by z neho prameniaci skleníkový efekt spôsobil rapídne oteplenie krátkodobo až na 50º C, pokým by prebytok uhlíka nepohltilo zvetrávanie alebo priamo oceány za vzniku hrubých vrstiev hornín s významným zastúpením uhlíka – karbonátov (vápence, dolomity a iné). A tie sa skutočne našli v spojitosti s hlavnými ľadovcovými uloženinami. Ich neobyčajné znaky, ako metrové kryštály, poukazujú na veľmi rýchly vznik.

Útočiská pre život

Ak by sme mali nájsť „ideálne“ podmienky na zahubenie všetkého života, prírodné podmienky počas kryogénu by od nich nemali ďaleko. Život napriek tomu pretrval. Neúplnosť fosílneho záznamu a malá rôznorodosť vtedajších organizmov dokonca zapríčinili, že nepozorujeme výrazné hromadné vymieranie. Toto prežitie zrejme zabezpečilo niekoľko typov útočísk.

Jedným mohli byť relatívne malé plochy otvorenej vody vznikajúce pohybom oceánskych ľadovcov, aké dnes pozorujeme napríklad v Arktíde. Tu sa voda dostávala do kontaktu so svetlom a oxidom uhličitým, takže mohla prebiehať fotosyntéza a miestami zabezpečovať množstvá kyslíka postačujúce na prežitie organizmov na ňom závislých.

Významnými útočiskami mohli byť aj roztopené oázy v blízkosti povrchových prejavov vulkanickej činnosti. Ďalej akési zásobníky či jazerá tekutej vody pod ľadom, akým je dnes napríklad jazero Vostok na Antarktíde, prípadne oceánske oblasti s tenkým ľadom. Podľa modelov rovníkovej sublimácie sa zdá, že ľad v týchto oblastiach nebýval hrubší než 10 m. Fotosyntéza pritom môže prebiehať až pod 100 m hrubým ľadom.

Nakopnutá evolúcia?

Extrémne klimatické podmienky kryogénu malo nepochybne drvivý dopad na spoločenstvá organizmov závislé na slnku. Na druhej strane, pomerne rýchlymi fázami zamŕzania a predovšetkým rozmŕzania mohlo výrazne podporiť evolúciu. Vtedy, pri oteplení, sa preživším druhom naskytli rozsiahle slnkom presvietené plytké vody a s nimi široká plejáda neobsadených ekologických ník. Podľa očakávaní, po skončení posledného rozsiahleho zaľadnenia dochádza k prvému rýchlemu rozvoju mnohobunkových organizmov a aj prvých živočíchov.

V prípade týchto živočíchov ešte stále nešlo o trilobity. Tie sa objavili až o mnoho miliónov rokov neskôr, začiatkom prvohôr. Z rôznych končín sveta z tohto obdobia po skončení veľkých ľadových dôb, približne 600 miliónov rokov do minulosti, nachádzame neobvyklé organizmy. Často sú vejárovitého tvaru a s mäkkým telom. V ojedinelých prípadoch dosahovali dĺžku až do dvoch metrov. Hoci sa v mnohom odlišujú od všetkého, čo dnes poznáme, niektorými črtami občas pripomínajú článkonožce, ostnatokožce, alebo iné zvieratá. No je otázne, či sú s nimi príbuzné. Mnohí vedci sa nazdávajú, že ide o slepú vývojovú vetvu živočíchov, ktorá nemala žiadne vnútorné orgány, podľa iných dokonca nešlo ani o zvieratá. Po vymretí tejto fauny nastáva notoricky skresľovaná kambrická „explózia“ ako-tak moderných veľkých skupín živočíchov. O nej už ale píšeme inde.

Zdroje:

Prothero, D.: Catastrophes! St. Johns Hopkins University press, 2011.
SnowballEarth.org - stránka profesora Harvardskej univerzity Paula Hoffmana, ktorý je autorom hypotézy zeme ako snehovej gule
Wikipédia o hypotéze Snowball-Earth

Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok

Tweet