| Ziemia kawiarnią tlenową |
|
| 06.03.2007. | |
|
Dzisiejsza tlenowa atmosfera Ziemi jest kosmiczną anomalią naszej
planety - podobnie jak obecność wody i życia. Klimat zmieniał się w
dziejach Ziemi drastycznie. Na przykład w okresie karbońskim (300
milionów lat temu) tlenu było znacznie więcej niż dziś.
Skład dawnego powietrza można poznać, badając zawarte w skałach izotopy węgla. Pobierając węgiel z CO2 do produkowania związków organicznych, rośliny preferują lżejszą z jego dwu odmian - 12C zamiast 13C. Wprawdzie przy oddychaniu ów nadmiar 12C wraca (w postaci CO2) do atmosfery, ale drobna część - pogrzebana w osadzie poniżej dostępu tlenu - pozostaje tam na długo. Powietrze staje się więc odrobinę cięższe i tę różnicę można odczytać, badając zmiany składu izotopów węgla w wytracanych z wody wapieni (wapień - CaCO3 - to połączenie CO2 z powietrza i CaO rozpuszczonego w wodzie morskiej). Im "cięższe" izotopowo wapienie, tym więcej materii organicznej musiało zostać pogrzebane w osadach. A więc także więcej tlenu pozostało w atmosferze. Znając "ciężar" węgla w skałach o różnym wieku, można ustalić, jak przebiegały zmiany składu atmosfery w czasie. A przynajmniej tlenu. Wyniki tych badań prowadzonych od prawie 20 lat przez Roberta Bernera z Yale są zaskakujące. Mimo kontroli ze strony biosfery zawartość tlenu zmieniała się w szerokich granicach, a w okresie karbońskim przekroczyła - i to znacznie - teoretyczną granicę stężenia tego gazu, osiągając 35 %. To o połowę więcej niż dziś. W tych warunkach, jak sądzono, wszystkie lasy na świecie powinny się zapalić, obniżając przy okazji stężenie tlenu i przywracając normalny skład atmosfery. Pożary lasu z pewnością były częstsze przy dużej ilości tlenu (pod koniec kredy - innym z okresów szczególnie natlenionej atmosfery - pożar wywołany upadkiem asteroidy spopielił wszystkie lasy świata), ale zmieniając drewno w sadzę i węgiel drzewny, niemal zupełnie odporne na rozkład, przyczyniały się do ich zmagazynowania w osadzie. A mniej węgla w powietrzu to zarazem więcej w nim wolnego tlenu. Częstsze pożary lasów w karbonie, zamiast zubażać, mogły więc tym bardziej przyczyniać się do wzrostu zawartości tlenu ! A to mogło przy okazji prowadzić do gigantyzmu wielu organizmów. Po Ziemi chodziły metrowej długości wije, skorpiony wielkości psa, w powietrzu unosiły się ważki o rozpiętości skrzydeł jastrzębia. Owady i wije nie oddychają płucami - tlen do wnętrza organizmu wnika otwierającymi się na zewnątrz kanałami - tchawkami. Jest to bierny sposób wciągania powietrza - natleniane są te organy, do których tchawki bezpośrednio docierają. Ogranicza on znacznie rozmiary organizmów - dlatego wszystkie muchy są dziś mniejsze od ptaków. Gdy jednak w powietrzu było o całe 50 % więcej tlenu, system tchawek mógł okazać się skuteczniejszy i pozwolić na powstawanie znacznie większych zwierząt. Może dlatego w karbonie owady zaczęły odnosić tak wielkie sukcesy i może dlatego też nauczyły się wtedy fruwać. A co z pożarami lasów ? Z pewnością paliły się często i na wielką skalę. Ale może właśnie ogrom ówczesnych drzew ma z tym coś wspólnego. Jennifer Robinson, specjalista od "kopalnych" pożarów, która od lat bada karbońskie złoża węgla, twierdzi, że nie tylko powstały one w dużej mierze ze spalonych drzew, ale też że same drzewa wykazują wiele przystosowań pirofitycznych, czyli ogniolubnych bezpośrednio związanych z pożarami. Gigantyzm ówczesnych widłaków czy skrzypów (wyniosłe proste pnie bez wtórnego drewna, ale za to z gruba warstwą kory) mógł być odpowiedzią na częste pożary, podobnie jak intensywny rozwój podziemnych kłączy, gotowych stale do produkowania nowych roślin. Do dziś zresztą potomkowie karbońskich widłaków i paproci są pierwszymi kolonistami na pogorzeliskach… Przyroda dostarczyła dostatecznie dużo dowodów, że może przystosować się do wielu anomalii. |
| « poprzedni artykuł | następny artykuł » |
|---|