Ziemia pod stopami wydaje się czymś trwałym, jakby od zawsze znajdowała się dokładnie w tym samym miejscu. Przez miliardy lat każda część skorupy ziemskiej znajdowała się jednak w nieustannym ruchu, dryfując, zderzając się i obracając wraz z całymi kontynentami. Nowe narzędzie internetowe Paleolatitude.org pozwala teraz prześledzić tę podróż i pokazuje, gdzie niegdyś znajdowała się dowolna lokalizacja na planecie oraz jak daleką drogę przebyła w głębokim czasie.
Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie zbudowali model cofający się o około 320 milionów lat do czasów istnienia superkontynentu Pangea. Oparty na modelu paleogeograficznym z Utrechtu mechanizm oferuje szczegółowy wgląd w to, jak poruszały się płyty tektoniczne, góry i zaginione kontynenty. Narzędzie wspiera badania wykraczające daleko poza geologię, w tym studia nad dawnym klimatem oraz bioróżnorodnością.
Dlaczego szerokość geograficzna decyduje o klimacie?
Szerokość geograficzna zmienia ilość światła słonecznego docierającego do danego miejsca na Ziemi i przez to silnie kształtuje klimat całych regionów. Właśnie dlatego naukowcy tak bardzo dbają o ustalenie, gdzie dawniej znajdowały się skały, ponieważ skamieniałość znaleziona dziś w jakimś kraju nie musi oznaczać, że panujące tam niegdyś środowisko przypominało to obecne. Cała płyta tektoniczna mogła znajdować się w zupełnie innym miejscu w czasie, gdy formowała się badana skała.
Artykuł podaje sugestywny przykład badań prowadzonych w Holandii. Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie analizowali rośliny i zwierzęta sprzed 245 milionów lat pochodzące z Winterswijk, a skamieniałości te żyły w warunkach przypominających dzisiejszą Zatokę Perską, z pobliską pustynią i tropikalnym morzem. Pojawiło się oczywiste pytanie, czy świat był wtedy po prostu znacznie cieplejszy, czy też sama Holandia znajdowała się wówczas znacznie bliżej szerokości geograficznej Arabii.
CYNICZNYM OKIEM: Polityczne debaty o klimacie udają nowość, podczas gdy planeta od miliardów lat traktuje strefy klimatyczne jak rotacyjny harmonogram pracy. Holandia była już Dubajem, więc kolejność jazdy w końcu się powtórzy.
Wcześniejsze prace sugerowały, że to właśnie drugie wyjaśnienie jest poprawne. Aby zrozumieć dawny klimat, trzeba wiedzieć nie tylko, co mówią skały, ale także gdzie się znajdowały, kiedy to mówiły. Poprzednie modele Utrechtu były podobne, lecz nowa wersja stanowi ogromny skok w rozdzielczości danych, ponieważ uwzględnia mniejsze płyty tektoniczne oraz fragmenty zaginionych kontynentów.
Zaginione kontynenty i magnetyczna pamięć skał
Nazwy takie jak Wielka Adria, Himalaje Tetydy czy Argoland brzmią niemal mitycznie, ale są realnymi częściami historii tektonicznej Ziemi. Dziś ich pozostałości są wplecione w systemy górskie regionu Morza Śródziemnego, Himalajów i części Indonezji, choć niegdyś istniały jako rozpoznawalne bloki tektoniczne. Zostały od tego czasu rozbite, sfałdowane w pasma górskie lub wciśnięte w głąb płaszcza Ziemi.
Główny autor badania, profesor Douwe Van Hinsbergen z Uniwersytetu w Utrechcie, wskazuje na przełomowy charakter tej pracy. „Oznacza to, że po raz pierwszy dostępny jest prawdziwie globalny model, który pozwala powiązać te skały z ich oryginalnymi płytami, które od tego czasu zniknęły w płaszczu Ziemi” – powiedział, dodając, że „teraz można również prześledzić globalną podróż tych skał”.
Rekonstrukcja szerokości geograficznych Ziemi nie jest jednak tak prosta, jak przesuwanie kontynentów do tyłu na mapie. Badacze studiują zdeformowane skały w pasmach górskich i starają się je efektywnie rozfałdować, odwracając uszkodzenia spowodowane kolizjami płyt i umieszczając kawałki z powrotem tam, gdzie kiedyś się znajdowały. To rozwiązuje jednak tylko część problemu, ponieważ po ponownym złożeniu elementów nadal trzeba wiedzieć, w którym miejscu globu się znajdowały.
W tym celu geolodzy w dużej mierze polegają na dawnym magnetyzmie. Współautor Bram Vaes wyjaśnił, że kąt pola magnetycznego Ziemi zmienia się stopniowo od biegunów do równika, a wiele skał zawiera minerały magnetyczne, które zapamiętały kierunek pola magnetycznego w momencie powstawania. Mierząc ten sygnał, naukowcy mogą oszacować szerokość geograficzną, na której pierwotnie uformowała się skała.
Co narzędzie zmienia w nauce o wymieraniach?
Pasma górskie są często pełne skamieniałości, a do tej pory trudno było umieścić wiele z nich wystarczająco precyzyjnie w ich oryginalnym otoczeniu. Utrudniało to odpowiedź na pytania dotyczące historii życia, czyli między innymi które szerokości geograficzne jako pierwsze stawały się niezdatne do życia podczas dawnych masowych wymierań. Nie wiadomo było również, które części świata służyły za schronienie ani które gatunki zdołały się przemieścić, zaadaptować lub zniknęły bezpowrotnie.
CYNICZNYM OKIEM: Ludzkość obsesyjnie szuka schronień przed przyszłą katastrofą klimatyczną, podczas gdy paleontolodzy od lat wiedzą, że Ziemia ma swoje sprawdzone bunkry. Pytanie tylko, czy będą akurat w polskich górach, czy gdzieś w Mongolii.
Współautorka Emilia Jarochowska, paleontolog z Utrechtu, wskazuje na praktyczne zastosowania badań. „Pozwala nam to na przykład pokazać, co działo się z globalną bioróżnorodnością podczas i po masowych wymieraniach w przeszłości, na przykład w wyniku gwałtownego ocieplenia lub ochłodzenia Ziemi” – przekazała ekspertka. Zrozumienie bioróżnorodności przesuwa się dzięki temu z czegoś jednowymiarowego, czyli czasu, w coś trójwymiarowego, gdzie przestrzeń ma równie duże znaczenie.
Ma to znaczenie nie tylko dla rekonstrukcji przeszłości, ale także dla myślenia o odporności współczesnych ekosystemów. Jeśli naukowcy dostrzegą, które miejsca służyły niegdyś za schronienie podczas dawnych wstrząsów środowiskowych, może to pomóc im inaczej spojrzeć na to, które ekosystemy będą najważniejsze w przyszłości Ziemi. Obecnie model sięga około 320 milionów lat wstecz, lecz badacze zapowiadają, że chcą przesunąć tę granicę aż do około 550 milionów lat wstecz, do czasów eksplozji kambryjskiej, kiedy złożone życie naprawdę zaczęło rozkwitać. Pełne badanie zostało opublikowane w czasopiśmie PLOS One, a miejsce nazywane domem na Ziemi nie zawsze znajdowało się tam, gdzie znajduje się teraz.
