کهن‌ترین سابقه از دوره 'زمین گلوله برفی' فاش شد توسط سنگ‌های 720 میلیون ساله
بین 635 تا 720 میلیون سال پیش، زمین در یخبندانی چنان ضخیم قرار داشت که سیاره را به یک گلوله برفی حقیقی تبدیل کرده بود. اگرچه این دوره یخبندان در زمان خود به نظر می‌رسید خالی از حیات باشد، اما نقشی اساسی در آماده‌سازی زمینه برای تشکیل موجودات پیچیده ایفا کرد.
تحقیقات اخیر آنچه را که ممکن است کامل‌ترین سابقه زمین‌شناسی این دوره 'زمین گلوله برفی' باشد، فاش کرده است، با تشکر از یک تیم بین‌المللی از دانشمندان که تمرکز خود را بر روی سازند پورت آسکیگ در اسکاتلند و ایرلند قرار داده‌اند. این یافته‌ها بینشی به یخبندانی می‌دهند که پیش از یک جهش چشمگیر در تکامل رخ داده است.
گراهام شیلدز، زمین‌شناس از دانشگاه کالج لندن و هم‌نویسنده این مطالعه، گفت: “این سنگ‌ها زمانی را ثبت می‌کنند که زمین پوشیده از یخ بوده است. تمام حیات پیچیده چندسلولی، مانند حیوانات، از این یخبندان عمیق بوجود آمده است، با اولین شواهد موجود در سوابق فسیلی که به زودی پس از ذوب شدن سیاره ظاهر شده‌اند.”
تاثیر عصر یخبندان بر تکامل حیات
سنگ‌های مورد بررسی در این مطالعه به دوره یخبندان استورتین برمی‌گردند، یک مرحله کلیدی در دوره کریوجنی، که از حدود 635 تا 720 میلیون سال پیش را در بر می‌گیرد. این یخبندان یکی از دو رویداد یخبندانی بزرگ در این عصر است. پیش از کریوجنی، زمین به طور قابل توجهی گرم‌تر بود و عمدتاً میزبان موجودات تک‌سلولی و جلبک‌ها بود.
گذر از یک سیاره عمدتاً گرم به سیاره‌ای پوشیده از یخ احتمالاً شکل‌گیری موجودات پیچیده را تحریک کرده است. یک نظریه برجسته پیشنهاد می‌دهد که سرمای شدید ممکن است توسعه‌فرارنگ‌شناسی بین موجودات تک‌سلولی را تشویق کرده باشد، که به تشکیل حیات چندسلولی منجر شده است.
با پیشروی و عقب‌نشینی یخ‌ها طی هزاران سال، اثر آلبدو – جایی که یخ نور خورشید را به فضا بازتاب می‌دهد – ممکن است این تغییرات را تسریع کرده و محیطی پویا برای تغییرات تکاملی ایجاد کرده باشد.
شیلدز توضیح داد: “عقب‌نشینی یخ‌ها فاجعه‌بار بوده است. حیات به میلیون‌ها سال یخبندان عمیق عادت کرده بود. به محض این‌که جهان گرم شد، تمام حیات باید در یک مسابقه تسلیحاتی برای سازگاری شرکت می‌کرد. آنچه که زنده مانده، اجداد تمام حیوانات هستند.”
گنج زمین‌شناسی سازند پورت آسکیگ
برای کشف رمز و رازهای این عصر یخبندان باستانی، تیم تحقیقاتی بر روی سازند پورت آسکیگ، یک سازند سنگی مهم در بخش‌هایی از اسکاتلند و ایرلند امروزی، تمرکز کرد. این سازند از لایه‌هایی به ضخامت تا نیم مایل تشکیل شده است، با برجسته‌ترین قرارگیری‌ها در جزایر گارولاچ‌های اسکاتلند.
یک بخش چشمگیر در جزایر گارولاچ‌ها شواهدی از گذار زمین از یک اقلیم گرم و استوایی به یک گلوله برفی یخ‌زده در دوران یخبندان استورتین دارد. این با دیگر سنگ‌های دوران مشابه در آمریکای شمالی و آفریقا مقابله می‌کند که این تغییرات اقلیمی را نشان نمی‌دهند.
الیا اسلوگن، یک دانشجوی دکتری در دانشگاه کالج لندن و هم‌نویسنده این مطالعه، بیان کرد: “لایه‌های سنگی که در گارولاچ‌ها نمایانند به صورت جهانی منحصر به فرد هستند. زیر سنگ‌هایی که در زمان سرمای غیر قابل تصور دوران یخبندان استورتین رسوب کرده‌اند، 70 متر (229 فوت) سنگ‌های کربناتی قدیمی‌تری قرار دارند که در آب‌های گرمسیری تشکیل شده‌اند.”
“این لایه‌ها یک محیط دریایی گرمسیری را ثبت می‌کنند که حیات سینوباکتریایی در آن پر رونق بوده و به تدریج سردتر شده، پایان یک میلیارد سال یا حدودا اقلیم معتدل روی زمین را نشان می‌دهد.”
برای تاریخ‌گذاری سنگ‌ها، تیم مواد معدنی زیرکن را تحلیل کرد. این مواد معدنی بادوام هستند و حاوی اورانیوم هستند که با یک نرخ ثابت شکست می‌کنند. این نرخ شکست به زمین‌شناسان امکان می‌دهد تا سن سنگ‌ها را تخمین بزنند. زیرکن و دیگر شواهد ژئوشیمیایی نشان می‌دهند که سنگ‌ها بین 662 و 720 میلیون سال پیش رسوب کرده‌اند.
تاریخ‌گذاری جدید این سنگ‌ها ممکن است به تخصیص سایت به عنوان یک بخش و نقطه استراتوگرافیک مرزی جهانی (GSSP) منجر شود، یک نشانگر رسمی در سابقه زمین‌شناسی که غالباً به عنوان یک 'سوزن طلایی' شناخته می‌شود. اتحادیه بین‌المللی علوم زمین‌شناسی در حال بررسی این است که آیا این بخش در گارولاچ‌ها به این افتخار شناخته خواهد شد یا خیر.
این تحقیق در 15 اوت در مجله جامعه زمین‌شناسی لندن منتشر شد.
