Раскрывая историю того, как Земля питает жизнь, а жизнь меняет Землю
Изучение жизни (биология) и изучения горных пород (геология) кажутся разными дисциплинами, но история показывает, что геологические процессы были ключевыми для эволюции жизни на Земле. Геология формировала биологию, создавая благоприятные условия и основные «ингредиенты» для возникновения и развития жизни. В свою очередь, появляется всё больше доказательств обратного влияния: жизнь сама формировала атмосферу, океаны и ландшафты планеты.
Эта взаимосвязь работает с самого зарождения жизни около 3,7 миллиарда лет назад. Тогда более слабое солнечное излучение могло привести к полному оледенению планеты, но этого, вероятно, не произошло благодаря бактериям, выделявшим парниковый газ метан. Позже, около 200 миллионов лет назад, более сложные формы жизни, такие как планктон, возможно, предотвратили неконтролируемое накопление CO₂ в атмосфере, захватывая его в свои скелеты и образуя известняки на дне океанов. Таким образом, жизнь сама создавала условия для своего дальнейшего развития, например, обеспечивая накопление кислорода.
Ключевым элементом этой связи является выветривание континентов, которое поставляет в океаны необходимые для жизни питательные вещества, такие как фосфор — строительный элемент ДНК и АТФ («перезаряжаемой батареи» клеток). Считается, что первое широкое появление континентов могло способствовать Великому окислительному событию (2,4 млрд лет назад), снабжая цианобактерии фосфором и позволяя им выделять кислород. Позже, в начале юрского периода (200 млн лет назад), смещение континентальных плит в тропики привело к усиленному выветриванию и поступлению в океан элементов, необходимых планктону для построения карбонатных скелетов. Этот планктон, в свою очередь, стал причиной последнего крупного повышения уровня атмосферного кислорода до современных значений, что позволило процветать крупным организмам, включая динозавров.
Таким образом, замыкается петля между биологией и геологией: движение тектонических плит создавало условия для появления определенных форм жизни, а те, в свою очередь, меняли планету. Человечество осознаёт своё беспрецедентное влияние на планету за последние 200–8000 лет, но цианобактерии, сосудистые растения и планктон меняли химию атмосферы Земли задолго до нас, хотя и в гораздо более длительных масштабах. Ключевое отличие в том, что деятельность Homo sapiens может привести вид к исчезновению, но также, вероятно, делает нас первым видом, способным осознать и смягчить своё воздействие на среду обитания.