O teorie împământenită de peste un secol susține că acum circa 542 de milioane de ani, Terra a cunoscut un eveniment unic prin amploarea sa și prin efectele pe care le-a produs ulterior asupra biosului terestru, Marea Explozie a Vieții din Cambrian.
Un eveniment pe care unii l-au comparat cu momentul Creației biblice, în timp ce alții încă încearcă să îi descifreze tainele. Pur și simplu, nicio altă formă complexă de viață nu fusese descoperită înainte de acest moment cheie al evoluției vieții terestre, iar oceanul de timp de dinaintea sa a fost numit, simplu, Precambrian…
Tot ceea ce a existat înainte de Cambrian
Privit prin prisma unei atare categorisiri, Precambrianul pare un eon lipsit de spectaculozitatea vieții, un eon tern în care Universul a lucrat parcă pentru a pregăti terenul miracolului pe care îl numim evoluție. Este oare el însă demn de o astfel de reputație? Ei bine, cei mai mulți dintre noi tind să uite că Precambrianul acoperă o perioadă de timp uriașă, aproximativ 80% din întreaga istorie a Pământului și care, peste toate, poate fi numită oricum numai nespectaculoasă nu.
Terra s-a născut din violență și a crescut prin dezastre
Poate cel mai bine a rezumat această idee canadianul Paul F. Hoffman, geolog în cadrul Universității Harvard, cel care ne-a oferit în urmă cu mai mulți ani o imagine elocventă a uriașului eon pe care îl numim Precambrian.
Un eon în care, de altminteri, Pământul a fost pe rând o planetă de foc, de apă, de ghețuri și de furtuni gigantice, dar și locul în care, în ciuda tuturor acestor vicisitudini, viața a proliferat.
Acesta este în fapt și cel mai mare și mai surprinzător mister, și asta pentru că nimeni
nu poate explica astăzi, pe deplin, modul în care viul a luat naștere din nimic pentru a-și
înfige rădăcinile în fiecare colț al Terrei.
Revenind însă la Precambrian, trebuie spus că denumirea sa a devenit desuetă odată cu descoperirea relativ recentă a organismelor fosile care s-au dezvoltat și au proliferat înainte de presupusa apariție a vieții din Cambrian, cele mai vechi urme ale formelor de viață primitive, cel puțin cele descoperite până în prezent, având cel puțin 3,4 miliarde de ani vechime.
Poate că doar timpul îndelungat în care a fost folosit acest termen îi determină încă pe mulți dintre oamenii de știință să categorisească rocile mai vechi de 542 de milioane de ani ca fiind precambriene.
Împărțit inițial în două ere de dimensiuni uriașe, Arhaicul (sau Arheozoicul) și Proterozoicul, ere care acopereau o perioadă de timp ce începea acum 4,54 miliarde de ani, odată cu formarea proto-Terrei, și se încheia acum 542 de milioane de ani, odată cu trecerea către Cambrian, Precambrianul, ca și clasificare geologică, a suferit în ultimele decade modificări importante. Asta grație în special descoperirilor geologice și paleontologice efectuate cu precădere în Australia, Canada, Groenlanda sau Africa de Sud.
A apărut însă un geolog de talia lui Preston Cloud Jr. (1912-1961), cercetător american care a introdus în terminologia de specialitate cuvântul Hadean, o epocă ce definea în accepțiunea acestuia perioada de timp de dinaintea oricărei roci cunoscute de pe Terra. A fost o inițiativă întărită de un alt mare geolog, britanicul Walter Brian Harland (1917-2003), cel care boteza aceeași eră cu numele de Priscoan. Conservatorii s-au mulțumit să folosească termenul simplu de Pre-Arhaic.
Apoi, în 1990, Comisia Internațională de Stratografie a recunoscut existența uneia dintre cele mai controversate ere din istoria terestră, Criogenianul, perioadă de timp de aproape 200 de milioane de ani care, în plin Proterozoic, marca existența unei Terre transformate într-un uriaș glob de gheață. Nu în ultimul rând, acceptând studiile paleontologului rus Boris Sokolov (1914-2013) și ale geologului australian Red Sprigg (1919-1994), aceeași Comisie Internațională de Stratografie ratifica în anul 2004 o nouă și inedită eră, Ediacaranul, o eră care marca sfârșitul Precambrianului și care, totodată, lovea puternic în teoriile convenționale.
Să le analizăm însă pe rând.
Hadean (4,54 – 4 miliarde de ani)
Cea mai cunoscută și larg acceptată ipoteză cu privire la formarea și evoluția sistemului solar nu este deloc una de dată recentă. În fapt, ipoteza nebuloasei, căci despre ea este vorba, a apărut încă din anul 1734, fiind propusă de către astronomul suedez Emanuel Swedenborg (1688-1772). Ulterior, în anul 1755, filosoful german Immanuel Kant (1724-1804), un cunoscător al operei suedezului, avea să dezvolte teoria acestuia, pentru ca, în 1796, matematicianul francez Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) să propună un model similar.
Pe scurt, modelul nebuloasei susține că sistemul nostru solar s-a format dintr-un imens nor de gaz a cărui origine își are locul la scurtă vreme după Big Bang. Totalitatea prafului și gazului din care a luat naștere sistemul solar poartă numele de nebuloasă stelară și, conform calculelor recente, s-a estimat că aceasta avea un diametru de 15 miliarde de kilometri și o masă de două ori mai mare decât a Soarelui de azi.
Ca efect al unei supernove care a avut loc în apropierea viitorului sistem solar, materia a început să se rotească și, mai mult, și să se adune în nuclee din ce în ce mai mari. A fost un proces care a făcut ca materia din jurul Soarelui să se aplatizeze și să creeze un uriaș disc de praf și gaze. Aici s-au format planetezimalele, corpuri cerești masive din rocă, gheață și metale, și planetele gazoase gigante.
După circa 100 de milioane de ani, în urma fuziunii nucleare, Soarele din centrul discului a început să emită energie, vântul solar curățând discul protoplanetar de gazul și praful rămase, definitivând formarea planetelor rezultate din ciocnirea planetezimalelor. Printre acestea, inclusiv Terra pe care noi azi o numim casă.
De aici însă începe fascinantul capitol terestru pe care geologii îl numesc Hadean. Nu este tocmai un nume pe care să îl îndrăgești, cu atât mai mult cu cât el face trimitere la zeul grec al Infernului, Hades. Iar imaginea la care face referire nu este deloc departe de cea a iadului din mitologia elenă.
Eonul Hadean este caracterizat în primul rând prin formarea proto-planetei Pământ, prin coliziunea acesteia cu planetezimale de mari dimensiuni, de stabilizarea nucleului său și de apariția oceanelor și a atmosferei. Dacă ați putea călători înapoi în timp la începutul Hadeanului, nu ați avea niciun motiv să credeți că iadul care vi se va înfățișa în fața ochilor ar avea ceva de a face cu planeta pe care o știm astăzi. În fapt, nici măcar nu putem spune că era vorba de aceeași planetă. Și veți vedea de ce.
Suprafața terestră era extrem de instabilă la începutul Hadeanului, ea semănând cu un uriaș ocean de lavă, un efect, printre altele, al curenților de convecție din mantaua terestră care aduceau permanent la suprafață roca incadescentă din interior, pentru a o trimite spre adâncuri pe cea care se răcea. Este și motivul pentru care nu există roci pe care să le putem studia din acea perioadă de timp.
Elementele grele, așa cum sunt aurul sau fierul, au coborât tot atunci în interiorul planetei pentru a forma nucleul acesteia. Peste toate, o ploaie gigantică de asteroizi lovea permanent proto-Terra, transformând planeta, dacă mai era nevoie, într-un veritabil infern. Iar dacă până aici oamenii de știință sunt de acord cu ceea ce s-a întâmplat, controversele dintre ei de abia încep să apară.
Am pomenit despre controverse tocmai pentru faptul că nimeni nu poate să spună precis în acest moment, ca un exemplu, când a început să se solidifice crusta terestră. Descoperirea în Australia a unor grăunțe de zircon cu o vechime de circa 4,4 miliarde de ani a determinat o parte a mediului academic să considere că acesta este momentul în care poate fi confirmată existența primelor continente, a apei lichide și a unei temperaturi la suprafața scoarței terestre care să nu depășească 100 de grade Celsius.
Este o ipoteză susținută și de o descoperire din august 2013, descoperire cu care a fost creditată geoloaga germană Judith Coggon de la Universitatea din Bonn. Coggon a analizat mai multe roci din Groenlanda, roci ce conțin o adevărată semnătură chimică a mantalei terestre de acum 4,1 miliarde ani – la doar 400 de milioane de ani după nașterea planetei noastre.
Iar rezultatul a fost unul surprinzător, arătând că Terra era mult mai asemănătoare cu cea de azi decât cu iadul descris de specialiști în Hadean. Modelul acceptat în lumea geologilor susține că aurul și platina – metale ce se dizolvă în prezența fierului topit – s-au scufundat în nucleul incandescent în care predomină fierul, al planetei noastre. Și pentru că atât aurul,
cât și platina se găsesc în cantități apreciabile în mantaua terestră, s-a presupus că Pământul a suferit un puternic bombardament meteoric acum circa 3,9 miliarde ani, bombardament care a oferit atât aurul și platina din manta, cât și apa primelor oceane.
Mostrele colectate din Coggon și echipa sa în Groenlanda sugerează însă că, în ciuda opiniei acceptate conform căreia crusta, atmosfera terestră și oceanele s-au format de abia la finalul Hadeanului, toate acestea existau deja acum 4,1 miliarde ani, ceea ce înseamnă că oceanele ar fi putut apărea de acum cel puțin 4,3 miliarde de ani, la doar 200 de milioane de ani de la nașterea Terrei, împingând inclusiv posibilitatea apariției vieții cu mult mai devreme decât se crezuse.
Așa cum menționam mai devreme, este practic imposibil să existe roci care să ne vorbească de perioada de început a Hadeanului, și asta pentru simplul fapt că întreaga planetă era un uriaș ocean de lavă. În schimb, nici măcar în perioada care urmează formării crustei, rocile nu pot fi descoperite, acestea devenind inevitabil victime ale procesului de subducție dintre plăcile tectonice.
În fapt, cele mai vechi roci descoperite vreodată sunt cele din depozitele vulcanice din Nuvvuagittuq, Quebec, Canada, roci cu o vârstă estimată la circa 4,28 miliarde de ani. Cât despre cele mai vechi minerale, ei bine, acestea sunt grăunțele de zircon despre care pomenisem mai înainte, minerale descoperite la Jack Hills, Australia, și a căror vechime este de aproximativ 4,4 miliarde de ani.
O altă controversă de proporții vis-a-vis de evenimentele din Hadean este cea care face referire la un eveniment definitoriu pentru evoluția vieții de mai târziu, cel puțin așa cum o știm astăzi, formarea Lunii. Nu am pomenit până acum de singurul satelit natural al Terrei pentru simplul motiv că el nu exista în momentul nașterii proto-Pământului.
Cea mai cunoscută teorie cu privire la formarea singurului satelit natural al Terrei, Luna, spunea că aceasta a luat naștere acum circa 4,56 de miliarde ani, atunci când o planetă misterioasă, comparabilă ca dimensiuni cu planeta Marte, s-a izbit de Terra primordială aruncând în spațiul cosmic o cantitate uriașă de materie incandescentă. Din această materie, ulterior, Luna avea să ia naștere.
Ei bine, o analiză recentă a mostrelor de roci selenare, analiză întreprinsă de către o echipă de cercetători de la Institutul Carnegie pentru Științe din Washington D.C., sugerează o cu totul altă perioadă de timp, mai precis 4,4 – 4,45 miliarde de ani. Este general acceptat faptul că Luna, în momentul formării sale, era un uriaș ocean de rocă incandescentă.
În prezent, cea mai exactă datare a celor mai vechi roci lunare, cea despre care discutăm, este de 4,360 de miliarde de ani. Aceste date, coroborate cu semnele geologice ale unui eveniment similar de pe Terra, eveniment datând de acum 4,45 de milioane de ani, susțin teoria unei Luni mai tinere cu 100 de milioane de ani decât se estimase inițial.
Și pentru că am pomenit de momentele cheie ale evoluției planetei noastre în Hadean, formarea atmosferei și a oceanelor este unul dintre ele. Este cert că oceanele nu ar fi putut exista în lipsa unei atmosfere, și asta în ciuda faptului că, pe alocuri, temperatura scoarței terestre era de circa 230 de grade Celsius.
Unul dintre motivele care a permis păstrarea apei în stare lichidă a fost tocmai prezența unei atmosfere bogate în dioxid de carbon care a exercitat o presiune atmosferică uriașă. Una dintre cele mai răspândite ipoteze cu privire la originea atmosferei terestre este legată tocmai de momentul formării Lunii.
Se presupune că impactul care a dus la nașterea satelitului nostru natural a cauzat lichefierea unei mari porțiuni a scoarței terestre. De asemenea, a dus la vaporizarea unei cantități masive de materie (apa exista deja în materia din care s-a format planeta noastră), generând o atmosferă densă din rocă vaporizată în jurul tinerei Terre.
În doar două mii de ani, materia grea s-a reîntors pe Pământ, lăsând în urmă o atmosferă bogată în dioxid de carbon, hidrogen și vapori de apă, la tot acest proces contribuind din plin și activitatea vulcanică extrem de intensă, o activitate capabilă se elibereze în atmosferă o cantitate uriașă de gaze toxice. Însă și aceasta este, în fond, doar o ipoteză.
Arhaic/Arheozoic (4 – 2,5 miliarde de ani)
Dacă ați încerca să găsiți o imagine cât de cât clară asupra evenimentelor marcante din această uriașă eră geologică a Terrei, cel puțin de la începutul ei, veți fi surprinși să aflați că, în mare, există cam tot atâtea teorii pe cât este și numărul cercetătorilor care le susțin. Nu în van am încheiat subcapitolul precedent subliniind că este vorba doar despre ipoteze. Veți afla teorii conform cărora Terra nu s-a solidificat decât acum 3,8 miliarde de ani, la fel cum veți întâlni păreri care vă vor spune că viața a apărut încă din Hadean, odată cu primele oceane, în timp ce altele vor afirma tăios că aceste aspecte țin exclusiv de partea de mijloc a Arheozoicului.
O altă ipoteză interesantă, botezată Ipoteza Bombardamentului Târziu, susține că în urmă cu 4,1 – 3,8 miliarde de ani, Pământul a suferit un gigantic bombardament cosmic, fiind lovit de milioane de asteroizi și comete, corpuri cerești ce au adus cea mai mare parte a apelor din oceanele planetei. Atât de multă încât, la un moment dat, întreaga planetă a fost acoperită de ape.
Este adevărat că o astfel de părere este susținută și de miile de cratere selenare și de meteoriții ce provin de pe Lună, majoritatea avându-și originea acum 3,8 miliarde ani. Un astfel de bombardament, extrapolând ceea ce putem observa astăzi pe satelitul nostru natural, ar fi dus la o veritabilă apocalipsă la fiecare 100 de ani, asta, evident, presupunând că viața exista deja acum 3,8 miliarde de ani.
Și am ales să menționez acest aspect dintr-un motiv cât se poate de întemeiat. Mi s-au părut extrem de interesante studiile din anii ’70 ale cercetătorului german Manfred Schidlowski, studii care indicau faptul că amprentele izotopice de carbon descoperite în anumite roci sedimentare din Groenlanda sunt rămășițe ale materiei organice.
A existat o aprigă dispută cu privire la vârsta acestor roci, Schidlowski susținând că ele datează de acum 3,8 miliarde de ani, în timp ce oponenții acestuia indicau „doar” 3,6 miliarde de ani. Și într-un caz și în altul, timpul necesar pentru apariția vieții, în contextul acelui bombardament nimicitor, ar fi fost extrem de scurt. Concluzia?
Viața sub formă bacteriană ar fi apărut încă din Hadean, rezistând ulterior probei de foc a impactului cu milioanele de corpuri cerești. Studii recente au confirmat ipoteza savantului german, demonstrând o vechime de circa 3,85 de miliarde de ani a rocilor cu pricina. Nu mai departe de anul 2009, într-o simulare computerizată a cercetătorilor de la Universitatea din Colorado, s-a demonstrat că o parte a scoarței terestre, implicit a bacteriilor care trăiau în ea, ar fi putut supraviețui bombardamentului.
În aceeași ordine de idei, prezența certă a unor picături de hidrocarbon organic în sedimente vechi de 3,46 de miliarde de ani, sedimente identificate la Pilbara, în vestul Australiei, precum și cele de data relativ egală cu acestea descoperite la Barberton, Africa de Sud, arată că viața apăruse deja în acel moment. O viață trădată de microfosile și de stromatoliți – structuri calcaroase, suprapuse, datorate activității biotice a coloniilor de cianobacterii.
Am spus cianobacterii? Ei bine, nu pot să nu mă opresc preț de câteva rânduri asupra acestor primitive forme de viață, cu atât mai mult cu cât niciuna dintre viețuitoarele de azi sau din trecut nu ar fi putut exista în lipsa banalelor cianobacterii.
Botezate și alge albastre-verzi, cianobacteriile sunt primele creaturi despre a căror existență terestră avem dovezi certe. De altfel, sunt și singurele descoperite pe toată durata Arhaicului. Se presupune că o parte a oxigenului din atmosfera terestră, una anoxică în Hadean și începutul Arheozoicului, a fost degajată în urma activității vulcanice intense de pe Terra primordială.
Și totuși, chiar dacă vulcanii eliberau cantități uriașe de vapori de apă și de dioxid de carbon, suma oxigenului din atmosferă era una extrem de redusă. Cea mai mare parte a oxigenului fără de care viața așa cum o știm azi nu s-ar fi născut niciodată provine din fotosinteza efectuată de minusculele organisme procariote (fără nucleu și membrană nucleară) din rândul cărora fac parte cianobacteriile și bacteriile înrudite cu acestea.
Însă lucrurile nu sunt atât de simple pe cât par la prima vedere. Pe scurt, procesul de fotosinteză are nevoie de lumină și de o sursă de electroni pentru a genera energia necesară alimentării organismelor. Astăzi, sursa de electroni este apa, oxigenul fiind rezultatul acestui proces. Nu există însă dovezi că oxigenul s-ar fi format acum 3,4 miliarde de ani, momentul prezumptiv al apariției fotozintezei, primele organisme capabile de fotosinteză procurându-și electronii din descompunerea altor molecule decât cele ale apei.
O „anomalie” descoperită în straturile de roci arheozoice din Africa de Sud este însă în măsură să explice acest mister. Anomalia consta în faptul că deși rocile se formaseră într-un mediu anoxic, manganul din ele era oxidat. Iar pentru ca acest lucru să fie posibil, manganul avea nevoie de un catalizator. Cel mai probabil, manganul a fost o primă sursă de
electroni pentru organismele capabile de fotosinteză, marcând începutul fotosintezei de tip modern. De ce?
Pentru că rezervele de mangan sunt finite, iar cianobacteriile de care pomeneam, pentru a supraviețui, au încorporat manganul în propriile lor structuri fotosintetizante, permițându-i acestuia să își refacă rezerva de electroni într-o resursă abundentă, apa. Însă chiar și astfel, nivelul oxigenul nu atingea decât 1, maxim 2%, din nivelul de astăzi.
Revenind la mediul din Arhaic, este imperios necesar să menționez că acesta era substanțial diferit față de cel de azi. Luna era cu mult mai apropiată de Terra decât în prezent, iar în condițiile în care suprafața Terrei era acoperită aproape complet de ape, valurile mareice generate de atracția Lunii erau de-a dreptul gigantice. O lume pe care azi am considera-o de coșmar.
Viteza de rotație a Pământului în jurul propriei axe era și ea cu mult sporită, calculele recente indicând faptul că o zi nu ar fi avut mai mult de 6 ore (în Mezozoic, în era dinozaurilor, o zi terestră avea în medie 21 de ore, așa cum, în viitorul îndepărtat, se estimează cu ziua va avea 25 de ore).
Luminozitatea Soarelui era la doar 70% din valorile moderne, fapt ce a dus la nașterea celebrului Paradox al Soarelui Slab. Teoretic, în condițiile unei atare cantități de energie solară, Terra nu ar fi fost capabilă se păstreze apa lichidă la suprafața sa, însă datele geologice indică un mediu oarecum similar cu cel de azi.
O posibilă explicație a fost oferită de celebrul astronom Carl Sagan, cel care a susținut că o cauză o acestei anomalii ar fi fost un extrem de puternic efect de seră, efect generat de concetrația masivă de dioxid de carbon și de metan din atmosfera terestră, care ar fi permis apei să păstreze o temperatură de 0 până la 7 grade Celsius, suficient pentru a permite vieții să prospere.
Însă nici această stare de fapt nu era una care să dureze. Identificarea a numeroase sedimente glaciare indică existența unor episoade extinse de glaciațiune care au avut loc în Arheozoic, dar mai ales în eonul următor, în Proterozoic. Peste toate, un alt factor extrem de important în menținerea și evoluția vieții, formarea plăcilor continentale și migrația acestora începe tot atunci, în Arheozoic.
De altfel, în Arheozoic, ca urmare a activității vulcanice submarine, apar primele insule, insule care ulterior se vor uni, dând naștere primelor continente. În fapt, primul presupus supercontinent al Terrei, Ur (sau Vaalbara), ia naștere în finalul acestui eon, acum aproximativ 3,1-2,8 miliarde de ani.
Iar pentru Terra urma poate cea mai misterioasă și mai decisivă pentru evoluția biosului eră geologică, Proterozoicul. O eră în care viața, printr-un proces pe care nimeni nu îl poate explica pe deplin, și în condițiile celor mai dure glaciațiuni și procese geologice care au
existat vreodată, face primii pași către complexitate.
Proterozoic (2,5 miliarde de ani – 542 de milioane de ani)
De departe cel mai mare eon geologic terestru (cu cei două miliarde ani care intră în componența sa, el ocupă aproape jumătate din istoria Terrei), Proterozoicul marchează una dintre cele mai importante etape din evoluția biosului pământean, la fel cum, paradoxal, marchează și prima încercare de distrugere a acestuia.
Este vorba de creșterea nivelului de oxigen din atmosfera terestră. Mai precis, oxigenul produs de-a lungul timpului de cianobecterii era capturat de fierul și alte metale din scoarța terestră și de către materia organică deja existentă. Ei bine, acum circa 2,4 miliarde de ani, Terra ajunge într-un punct în care acești absorbanți ai oxigenului devin saturați. Pur și simplu ei nu mai pot asimila oxigenul produs de către cianobacterii prin fotosinteză.
Urmarea? Oxigenul începe să se acumuleze în cantități din ce în ce mai mari în atmosfera planetei noastre, iar acest fapt duce la o adevărată reacție în lanț.
În primul rând, organismele anaerobe, cele care populau Terra acelor vremuri și pentru care oxigenul era toxic, dispar. Deși nu este pe deplin acceptată în mediul științific, ipoteza Marii Catastrofe a Oxigenului presupune moartea a aproape tuturor formelor de viață de acum 2,4 miliarde de ani.
E posibil să vorbim de cea mai mare extincție a vieții din toată istoria planetei noastre, mai mare chiar decât cea care s-a produs la finalul Permianului, acum 251 de milioane de ani, extincție care atunci a dus la dispariția a 96% dintre formele de viață. Iar asta nu a reprezentat decât începutul.
Un alt efect major al acumulării oxigenului în atmosferă se produce atunci când acesta reacționează cu metanul, un gaz cu efect de seră, reducând substanțial nivelul acestuia din urmă și provocând probabil cea mai dură și mai îndelungată eră glaciară, Glaciațiunea din Huronian, episod geologic în care Terra se transformă, începând de acum 2,4 miliarde de ani, într-un uriaș glob de gheață pentru aproape 400 de milioane de ani.
Un eveniment similar cu Criogenianul, un alt fragment geologic din Proterozoic marcat de o masivă glaciațiune globală care are loc în intervalul 850 – 635 de milioane de ani. De altfel, o mare parte din Proterozoic este influențată de episoade de acest gen.
Însă acumularea oxigenului produce un alt fenomen important, unul care avea să schimbe fundamental fața planetei și care avea să pună bazele evoluției ulterioare a formelor de viață complexe, formarea stratului de ozon. Trebuie spus că în Precambrian, formele de viață se regăseau exclusiv în oceane, solul aflat la suprafața acestora fiind permanent bombardat cu radiații ultraviolete. Practic, nicio formă de viață cunoscută nouă nu ar fi putut rezista expunerii în fața acestor radiații, singurul refugiu fiind oferit de adâncurile oceanelor.
Pe scurt, moleculele de oxigen (O2) eliberate prin procesul de fotosinteză ajung în stratosferă, acolo unde, în contact cu radiațiile solare este provocat procesul de fotoliză, proces prin care cei doi atomi de oxigen din molecula inițială se separă. Ulterior, atunci când un atom liber de oxigen se ciocnea de o moleculă de oxigen, se unea cu aceasta formând ozonul (O3).
Se presupune că acest eveniment major a început acum 2,4-2,2 miliarde de ani, cea mai mare cantitate de ozon din stratosferă formându-se în jurul centurii ecuatoriale, acolo unde nivelul radiațiilor solare este cel mai mare, ulterior, circulația atmosferică împingând ozonul către cei doi poli și oferind Terrei un scut eficient, atât de necesar apariției vieții complexe. Însă până la acest episod aveau să mai treacă sute de milioane de ani.
În schimb, într-un proces evoluționar neînțeles nici astăzi pe deplin, undeva acum circa 2,1 –1,9 miliarde de ani (există opinii conform cărora acest proces ar fi început încă de acum 2,7 miliarde de ani), pe Pământ apare un nou tip de organism, eucariotele, organisme cu o structură celulară complexă, cu organite protejate de membrane celulare, care aveau nevoie de oxigen pentru a supraviețui și în care materialul genetic se localizează în nucleul celulelor.
Este, poate, cel mai important pas evolutiv din istoria vieții, unul fără de care nimic din ceea ce vedem azi în jurul nostru nu ar fi existat, și asta pentru că eucariotele includ toate celulele complexe și toate organismele multicelulare existente pe Pământ. Extrem de important în evoluția și dezvoltarea acestor organisme s-a dovedit a fi un proces care a marcat, de altfel, întregul Proterozoic, formarea și destrămarea supercontinentelor.
Încă de la finalul Arheozoicului, nucleele viitoarelor continente și insulele create ca urmare a procesului de vulcanism sau a mișcării plăcilor tectonice au tins să se unească într-o uriașă masă de uscat (un supercontinent), pentru ca apoi să se destrame. Kenorland (2,7 – 2,1 miliarde de ani), Columbia, sau Nuna, (1,8 – 1,5 miliarde de ani), Rodinia (1,25 miliarde – 750 de milioane de ani, primul mare supercontinent al Terrei, unul care a înglobat toată masa de uscat, celălalt fiind Pangeea), sau nou clasificatul, în anul 1997, Pannotia (750 – 600 de milioane de ani) sunt supercontinentele ale căror urme sunt, în parte, vizibile și astăzi.
Este o perioadă de timp în care iau naștere numeroase lanțuri muntoase, procese asociate cu fragmentarea supercontinentelor și a ciocnirii ulterioare a fragmentelor continentale. Ca o curiozitate, se estimează că pe Rodinia au existat masivi muntoși cu altitudini de până la 12.000 de metri, cu mult mai mult decât recordul deținut astăzi de Himalaya și al său Everest. Este cazul centurii Greenville din estul Americii de Nord, o centură cu o vârstă de (1,3 – 1,1 miliarde de ani), cu 4.000 de kilometri lungime și care a suferit un proces
de formare similar cu al munților Himalaya de azi.
Alte urme ale lanțurilor muntoase din Proterozoic formate în urma ciocnirii plăcilor continentale sunt cele botezate Orogeneza Wopmay (2,1 mld de ani) și Trans-Hudson (1,8 mld de ani) din Canada, Svecofenniană din Finlanda (1,8 – 1,9 mld de ani) sau Ketilidiană din Groenlanda (1,8 mld de ani).
Ei bine, tocmai formarea platourilor continentale, extrem de rare în Arheozoic, și a apelor liniștite, puțin adânci, din preajma acestora au reprezentat vectorii care au facilitat evoluția și proliferarea formelor de viață, un proces care a culminat odată cu apariția pe scară largă a formelor complexe de viață de la finalul Proterozoicului. De altfel, acestea sunt locurile în care s-au descoperit cele mai multe dintre organismele fosile din acest eon geologic.
A urmat însă, acum circa 850 – 635 de milioane de ani, unul dintre cele mai misterioase și mai controversate episoade din toată istoria Terrei, Criogenianul, o eră văzută de mulți geologi drept cea care marchează cea mai dură glaciațiune care a lovit vreodată Pământul.
Urmele sale sunt vizibile azi pe aproape toată planeta, una dintre cele mai bine documentate zone fiind Flinders Range din sudul Australiei, acolo unde există un strat de tilite (sedimente glaciare) gros de aproape 4.000 de metri și care se întinde pe o suprafață de 400 de kilometri pe 500 de kilometri.
Analiza paleomagnetică a unor straturi similare de tilite, cum sunt cele din Scoția, Norvegia, Groenlanda, Africa Centrală sau America de Nord a arătat că astfel de depozite s-au format în apropierea ecuatorului din acea perioadă de timp, trădând existența unor perioade masive de glaciațiune, perioade în care Terra ar fi putut deveni un glob de gheață. Este cu atât mai misterios acest episod din istoria Terrei cu cât el, mai nou, este creditat cu apariția primelor forme complexe de viață, bureții (primele animale) și amoebele cu carapace solidă.
Cum a fost oare posibil ca sub o calotă globală de gheață care atingea pe alocuri mii de metri grosime viața să continue, ba chiar să evolueze în forme cu mult mai complexe decât existaseră vreodată? Un posibil răspuns a fost oferit în primăvara anului 2013 de către o echipă de cercetători de la Universitatea Harvard.
Aceștia au creat o complexă simulare computerizată, realizată 3D, în care Terra era acoperită cu o mantie de gheață cu o grosime medie de 1 kilometru (studiul a fost publicat pe 7 martie în revista de specialitate Nature). În mod surprinzător, a
reieșit că oceanele nu erau doar niște piscine statice ci, mai degrabă, erau unele dinamice.
Temperatura apei la fundul oceanului, la fel ca și salinitatea, erau relativ uniforme pe Terra, un rezultat complet diferit de ceea ce se crezuse inițial. În aceeași ordine de idei, a rezultat că apele oceanului erau puse în mișcare de curenți puternici ce acționau atât la Ecuator, cât și în apropierea coastelor. Pe scurt, atunci când calote uriașe de gheață acopereau Pământul în totalitate, oceanele de dedesubt erau vii, oferind primelor forme complexe de viață adăpostul și nutrienții capabili supraviețuirii.
Se făceau astfel pașii către explozia vieții din…
Ediacaran (635 – 542 de milioane de ani)
Sunt conștient că unii dintre dumneavoastră, cititorii, v-ați imaginat că voi vorbi despre Explozia Vieții din Cambrian, o terminologie atât de uzitată încât chiar și specialiștilor le-a venit greu să creadă ca va veni un moment în care aceasta va fi combătută.
Ca dovadă că Ediacaranul (sau Vendianul) este prima eră geologică recunoscută oficial în ultimii 120 de ani. Se întâmpla în anul 2004, atunci când Uniunea Internațională a Științelor Geologice (IUGS) accepta, în sfârșit, existența unei perioade a vieții… de dinaintea vieții. În fapt, Ediacaranul este considerată încă o subdiviziune a Proterozoicului, mai precis ultima sa etapă, cea care încheie întregul Precambrian și face trecerea către Paleozoic ( Perioada Vieții Vechi).
De ce a devenit brusc atât de specială această eră? Ei bine, trebuie spus că ea este cea în care proliferează primele forme multicelulare complexe de viață. Nimic nu este sigur atunci când vorbim despre modul în care acestea apar în timpul Criogenianului, o pagină a biosului terestru care încă așteaptă să fie completată. Însă este cert că biodiversitatea atinge în acest eon o răspândire nemaivăzută până atunci, similară oarecum cu mult mai cunoscuta
explozie cambriană a vieții.
Vorbim despre organisme a căror lungime variază de la câțiva milimetri până la un metru, organisme cărora le lipsesc, în totalitate, structurile dure ale organismului (carapace, sistem osos, cochilii etc.). Acesta a și fost de altfel unul dintre motivele pentru care ele sunt atât de rare în registrele fosile.
Dacă ar fi să comparăm aceste forme de viață primitive cu cele cunoscute din timpurile moderne, am putea găsi similarități între ele și meduzele de
azi, coralii moi, anemonele de mare, viermii inelați sau lichenii, însă sunt numeroase organismele care nu seamănă cu absolut nimic cunoscut. Iar realitatea este că o clasificare a
acestora este cu atât mai dificilă pentru oamenii de știință cu cât aceștia au propus pe rând aproape toate filumurile taxonomice pentru a le încadra, fără însă a reuși acest lucru.
De la alge, foraminifere sau fungi, la bacterii și colonii de microbi, și până la ipotetice creaturi intermediare între plante și animale, toate variantele au fost încercate. Adolf „Dolf” Seilacher, un ilustru paleontolog german, a propus chiar ca organismele ediacariene să fie considerate un grup distinct, dispărut, descendent dintr-un strămoș comun, numind acest filum „Vendobiota”, însă nici această ipoteză nu a fost general acceptată.
Iar realitatea este că va mai fi nevoie de mult timp pentru a înțelege modul în care acele forme de viață au proliferat și evoluat, ca să nu mai pomenim de posibila lor legătură cu vietățile din eonul următor, Cambrianul.
Iar asta nu e tot. Spuneam mai devreme că inclusiv acceptarea existenței lor și a erei în care au trăit s-a dovedit o piatră de încercare pentru mediul științific. Încă din secolul al XIX-lea, odată cu stabilirea graniței dintre Cambrian și Precambrian, o graniță care făcea trecerea de la un nimic primordial la primele forme de viață, posibilitatea existenței și altor manifestări ale viului părea o veritabilă blasfemie.
Imaginați-vă mediul academic din anul 1868, an în care geologul scoțian Alexander Murray descoperea în Newfoundland, Canada, urma imprimată în rocă a unei creaturi în formă de disc, care se afla sub limita cambriană. Patru ani mai târziu, primul paleontolog canadian, Elkanah Billings, prezenta studiile cu privire la bizara creatură, botezată Aspidella terranovica, catalogând-o ca o reprezentantă a faunei precambriene.
Și, chiar dacă Billings era pe atunci liderul Comisiei Geologice Canadiene, lucrarea sa a fost aprig contestată. S-a spus despre Aspidella că ar fi doar o formă creată anorganic, că reprezintă urma circulară a unei scăpări de gaze sau, peste toate, că este, pur și simplu,
un fals anume pus de Dumnezeu pentru a îi testa pe cei cu prea puțină credință (da, astfel de argumente erau aduse în discuțiile din mediul academic). În fața unor asemenea „provocări”, până și Billings a cedat, fără să își mai imagineze că istoria îl va consemna ca pe primul om de știință ce a analizat și categorisit o formă de viață precambriană.
Ulterior, în 1933, geologul german Georg Julius Ernst Gürich, descoperea urme similare în Namibia, însă convingerea oamenilor de știință ai vremii că viața apăruse în Cambrian l-a determinat pe Gürich să le considere organisme cambriene. Nicio legătură cu descoperirea
din Canada nu a fost făcută. În 1946, australianul Reg Sprigg observa formele unor „meduze” imprimate în rocile din dealurile Ediacara (nume franțuzesc, provenit din greșita pronunție a indigenul „Yata Takarra”, denumire care însemna „pământ pietros”), însă pe atunci se credea că rocile cu pricina provin de la începutul Cambrianului, acum circa 542 de de milioane de ani), astfel că nu li s-a dat o prea mare atenție.
A fost nevoie ca un tânăr britanic în vârstă de numai 17 ani, Roger Mason, (tânăr care ulterior și-a dedicat viața geologiei) să prezinte unei geolog local, o rocă bizară, descoperită în pădurea Charnwood, din Leceistershire, pe care fusese imprimată imaginea unei creaturi
asemănătoare cu o ferigă. Era anul 1957. Cu un an mai devreme, o colegă a lui Mason, descoperise roca cu pricina, însă profesorul de geografie al acesteia i-a cerut să o abandoneze.
Roca era precambriană, Comisia Britanică de Geologie clasificase extrem de bine încă de atunci originea diferitelor straturi de rocă, dar toți știau că viața nu existase în Precambrian. A fost pentru prima dată când a fost luată în considerare existența unor forme de viață dinainte de momentul cheie al presupusei lor apariții. Ulterior, organisme similare au fost descoperite în Siberia şi Marea Albă. Era, de asemenea, cert că, în ciuda formei tipice de plantă, organismul cu pricina era un animal. De ce?
Pentru că roca în care se păstrase amprenta sa se formase la o adâncime considerabilă, acolo unde procesul de fotosinteză ar fi fost pur şi simplu imposibil. Doi ani mai târziu, în 1957, Martin Glaesnner, un al ilustru geolog britanic, făcea legătura între acest organism, botezat Charnia, şi descoperirile precedente. A fost, poate, lipsa de comunicare dintre cercetătorii din vest şi cei din est, coroborată cu dificultatea clasificării formaţiunilor geologice, cea care a dus la întârzierea recunoaşterii Ediacaranului şi a vieţii precambriene.
În fapt, cercetătorii ruşi propuseseră prin geologul Boris Sokolov, încă din 1952, existenţa unei ere diferite faţă de cele din Precambrian, o eră pe care o botezaseră Vendian. Alţi cercetători ai vremii vorbeau de Sinian, o inconsistenţă care nu s-a finalizat decât în anul 2004.
Astăzi, urme ale vieţii ediacariene s-au descoperit în aproape 30 de situri de pe cinci dintre continentele Terrei, cele mai importante rămânând însă dealurile Ediacara din Australia. Numai aici au fost identificate peste 60 de specii diferite de vieţuitoare din acea perioadă de timp. În America de Nord au fost identificate nu mai puţin de şapte situri cu urme fosile ale creaturilor ediacariene. Pădurea Charnwood (Anglia), Munţii Mackenzie şi Warneke (Canada), Munţii Urali (nordul Siberiei), Namibia, Ucraina, China sau Iran sunt şi ele câteva dintre cele mai importante destinaţii pentru paleontologii specializaţi deja pe această perioadă de timp.
Şi, repet, vorbim despre organisme lipsite de structuri solide organice, conservate doar în urma unor condiţii speciale (spre exemplu, acoperirea acestor forme de viaţă cu cenuşă vulcanică şi nisip, imediat după moarte, astfel încât urmele acestora să rămână impregnate
în viitoarele roci, înainte de descompunere). Ne putem doar imagina cât de mare era diversitatea speciilor dacă, luând în considerare condiţiile extrem de dificile care se cereau pentru ca un organism de tipul celor ediacariene să îşi lase amprenta, avem astăzi peste 100 de genuri de animale multicelulare precambriene.
Dintre cele mai bine documentate aş aminti de Dickinsonia, un animal iconic pentru Ediacaran, cu o lungime de aproape un metru, cu o formă bizară de frunză cu doi lobi ovali, descoperită în Australia, Rusia şi Ucraina. De Ediacaria, un organism extrem de greu de clasificat, cu formă circulară ce prezintă un dom central, şi care, diferit faţă de alte organisme din Ediacarian, reuşeşte să supravieţuiască mult după graniţa Cambriană, urme ale sale fiind descoperite în straturi geologice ce au nu mai mult de 510 milioane de ani.
Sau de Pteridium, un animal cu un trup trilobat, în care fiecare dintre lobi prezintă structuri moi, asemănătoare unor coaste care se unesc cu axul central. Ca la absolut toate organismele Ediacariene, aşa cum menţionam, o clasificare reprezintă o adevărată muncă de Sisif. Imaginaţi-vă că niciunul dintre aceste organisme nu prezintă urme ale unei guri, ale unui anus, ochi, antene, picioare, organe interne sau înotătoare.
Un alt mister vis-a-vis de organismele ediacariene este acela că majoritatea dispar din registrele geologice odată cu trecerea în Cambrian şi cu apariţia organismelor complexe cu formaţiuni organice dure, emblematici fiind trilobiţii. În fapt, s-a crezut destul de multă vreme că fauna ediacariană dispare complet la finalul Precambrianului, cea mai plauzibilă teorie fiind aceea că ea a fost consumată de noi apărutele vieţuitoare.
În orice caz, o atare ipoteză nu mai poate fi considerată valabilă. Urme ale unor organisme din Ediacaran au fost descoperite în straturi cambriene, ceea ce poate însemna că celebra Explozie a Vieţii din Cambrian, proces care ar fi avut loc în doar 10 milioane de ani, a fost, în realitate, un îndelungat proces evolutiv. Unul care a început, aşa cum spuneam mai devreme, în unul dintre cele mai dure episoade din istoria Pământului, marea glaciaţiune din Criogenian.
