पृथ्वी के इतिहास में सबसे गंभीर हिमयुग कैसे बच सकता है?

"हिम युग" कार्टून में हम वैश्विक हिमनदी के दौरान मोटली जानवरों के एक समूह के मजेदार कारनामों का निरीक्षण करते हैं। वास्तव में, स्थितियां बहुत अधिक गंभीर थीं, और जीवित जीवों ने अपने अस्तित्व का विस्तार करने की पूरी कोशिश की। यदि हम क्रायोजेनी को याद करते हैं, तो हमारे ग्रह के इतिहास में सबसे गंभीर हिमयुग है, तो स्पष्ट सवाल उठता है - जीवित जीवों ने इसे कैसे जीवित किया? मैकगिल यूनिवर्सिटी (मॉन्ट्रियल, कनाडा) के वैज्ञानिकों के एक समूह ने क्रायोजेनिक्स पर सभी उपलब्ध जानकारी को एक साथ रखने का फैसला किया और पाया कि यूकेरियोट्स "ऑक्सीजन ऑयस" के माध्यम से बच गए। पृथ्वी पर जीवन की निरंतरता में भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं का क्या योगदान है, और इसमें हिमनदों के पानी की क्या भूमिका थी? यह और न केवल हम अनुसंधान समूह की रिपोर्ट से सीखते हैं। चलो चलते हैं।

अध्ययन का आधार

क्रायोजेनी को समय अवधि के रूप में निर्धारित करने के लिए, एक जियोक्रोनोलॉजिकल नेस्टिंग डॉल को अलग करना आवश्यक है: प्रीकैम्ब्रियन - प्रोटरोज़ोइक - नियोप्रोटोज़ोइक - क्रायोजेनी। यह लगभग 720 मिलियन साल पहले शुरू हुआ था, और 635 मिलियन साल पहले समाप्त हुआ था, अर्थात। 85 मिलियन वर्षों तक चली।

हिमयुग एक सामूहिक शब्द है, क्योंकि ग्रह के इतिहास में कई ऐसे थे जो विभिन्न युगों में हुए थे: सेनोज़ोइक (20-30 मिलियन साल पहले); पैलियोजोइक (380-240 मिलियन साल पहले); neoproterozoic (900-590 मिलियन वर्ष पहले); पालियोप्रोटेरोज़ोइक (2.5-2.2 बिलियन साल पहले)।

क्रायोजेनी, जो कि निओप्रोटेरोज़ोइक में दूसरी अवधि है (इससे पहले टोनियम था, और उसके बाद - एडियाकारिया), को सबसे लंबी या सबसे ठंडी बर्फ उम्र नहीं कहा जा सकता है। ऐसा ह्यूरोन ग्लेशिएशन था, जो पालियोप्रोटेरोज़ोइक के दौरान लगभग 300 मिलियन वर्षों तक चला था। हालांकि, क्रायोजेनी को अक्सर सबसे गंभीर हिमनदी कहा जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि इस अवधि के दौरान पृथ्वी की लगभग पूरी सतह बर्फ और बर्फ से ढकी हुई थी, जिससे इस घटना को समझाते हुए सिद्धांत " स्नोबॉल अर्थ " का नाम उत्पन्न हुआ।

क्रायोजेनी को आधिकारिक तौर पर हाल ही में मान्यता दी गई थी, 1990 में इसे अंतरराष्ट्रीय आयोग द्वारा स्ट्रैटिग्राफी पर मंजूरी दी गई थी, जो कि वैश्विक स्तर पर स्ट्रेटीग्राफी * , जियोलॉजी और जियो सिंक्रोनोलॉजी के मुद्दों से संबंधित है।

स्ट्रैटिग्राफी * भूविज्ञान की एक शाखा है जिसका उद्देश्य स्तरित तलछटी और ज्वालामुखीय चट्टानों की भूवैज्ञानिक आयु को निर्धारित करना है।

माना जाता है कि जीवाश्म अमीबा ( आर्केलिनेडा ), जिसे इस अवधि के दौरान विकसित किया गया था, क्रायोजेनी से वर्तमान दिन तक जीवित रहे हैं। इसके अलावा, सबसे पुराना स्पंज जीवाश्म क्रायोजेनिक अवधि के लिए वापस आता है। उस समय जलवायु की गंभीरता के बावजूद, लाल शैवाल, हरी शैवाल, स्ट्रैमेनोपिली, सिलियेट्स, डिनोफ्लैगलेट्स और शेल अमीबा पैदा हुए। और क्रायोजेनेसिस के अंत में, एक विषमयुग्मजी प्लवक का गठन किया गया था, जो एककोशिकीय शैवाल और प्रोकैरियोट्स पर खिला था।

यह ध्यान देने योग्य है कि इतना तापमान नहीं क्योंकि वास्तविक आइसिंग का क्रायोजेनेसिस की अवधि के दौरान जीवन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ा। ऑक्सीजन की कमी के कारण बर्फ से ढंके महासागर जीवन के लिए अनुपयुक्त हो गए। हालांकि, जब से हम यहां हैं, इसका मतलब है कि कुछ ने यूकेरियोट्स को बर्फ की उम्र की सभी कठिनाइयों को दूर करने में मदद की और अपना विकास जारी रखा और ग्रह के चारों ओर फैल गए। आज हम जिस अध्ययन पर विचार कर रहे हैं, उसमें वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया था कि पिघले हुए हिमनदों के पानी के माध्यम से महासागरों में "ऑक्सीजन ऑसेस" द्वारा यूकेरियोट्स की मदद की जाती है। उन्होंने भूवैज्ञानिक आंकड़ों का विश्लेषण किया और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह सिद्धांत बिल्कुल सत्य है।

वैज्ञानिकों ने ध्यान दिया कि पूरे ग्रह में पाए जाने वाले क्रायोजेनिक काल की कई सफलताओं में, लोहे के भंडार ( लोहे के गठन से ) की खोज की गई थी।

उत्तराधिकार * - मिट्टी या तलछटी चट्टान की परतों (परतों या परत) का एक कालानुक्रमिक क्रम। जीवों के उत्तराधिकार के नियम में कहा गया है कि निएंडरथल के अवशेष मेगालोसॉरस के अवशेषों के समान मिट्टी की परत में नहीं पाए जा सकते हैं, क्योंकि ये दो प्रजातियां विभिन्न भूवैज्ञानिक अवधियों में रहती थीं, जो लाखों वर्षों से अलग थीं।

ये निष्कर्ष ग्लेशियर की अवधि के दौरान महासागरों में होने वाली प्रक्रियाओं के संबंध में महत्वपूर्ण भू-रासायनिक डेटा हैं। अत्यधिक हिमनदी के दौरान महासागरों में रेडॉक्स प्रक्रियाओं की एक सामान्य तस्वीर प्राप्त करने के लिए, वैज्ञानिकों ने आईएफ युक्त तीन उत्तराधिकारियों (प्राचीन महाद्वीपों) से नौ उत्तराधिकारियों का डेटा एकत्र किया, जो ऐसे आधुनिक स्थानों के अनुरूप हैं: नामीबिया, ऑस्ट्रेलिया और यूएसए।


चित्र संख्या 1: अनुसंधान के लिए चुने गए स्थान, साथ ही साथ उनकी तलछट विज्ञान (तलछटी चट्टानों का अध्ययन और उनके गठन की प्रक्रियाएं)।

सभी 9 अध्ययनों से पता चलता है कि आईएफ युक्त उत्तराधिकारियों ने बर्फीले समुद्र में ढंके अवसादों और डायमिथाइट्स युक्त ग्लेशियल- छायांकित अंशों * के साथ एक समतापूर्ण संबंध सहित बर्फीले समुद्र के वातावरण में अवसादन के लिए अवसादन सबूत का प्रदर्शन किया।

Diamiktit * - तलछटी चट्टान जिसमें विभिन्न आकारों की चट्टानों के टुकड़े होते हैं।

ग्लेशियल हैचिंग * - ग्लेशियर की निचली सतह में शामिल रेत या बजरी के संपर्क से बनने वाली चट्टान की सतह पर समानांतर खरोंच का एक सेट। आइस हैचिंग का उपयोग ग्लेशियर के दौरान ग्लेशियरों की गति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

नमूनों में पाए जाने वाले जमा को तंत्र और उनके गठन के क्षेत्र के आधार पर कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

हिमनद-संपर्क क्षेत्र बेस लाइन से ~ 2 किमी के भीतर एक संकरी जगह है, जहाँ मोटे दानेदार, बड़े पैमाने पर डैमक्टाइट्स बेसल आइस * के पिघलने और बर्फ के शेल्फ पर वर्षा के कारण कई हैं।

बेसल बर्फ * - ग्लेशियर के आधार पर बर्फ।

ग्लेशियल-डिस्टल ज़ोन (बेस लाइन से 10 किमी से अधिक) मुख्य रूप से पिघले पानी के प्रवाह और टर्बिडाइट जमा * से निलंबित अवसादों के अवसादन द्वारा प्राप्त महीन दानेदार तलछट की विशेषता है।

टर्बिडाइट * - टर्बिड प्रवाह द्वारा किए गए पदार्थ के कारण गहरे पानी में निर्मित तलछटी चट्टानों का एक समूह।

ग्लेशियल-समीपस्थ क्षेत्र संपर्क के बीच मध्यवर्ती है (जहां चट्टान बर्फ के संपर्क में है) और बाहर का। डायमक्टिटिस भी हैं, लेकिन बर्फ के संपर्क में माध्यम की तुलना में कम संख्या में।

अध्ययन किए गए स्ट्रैटा का अवसादन क्षेत्र क्षेत्र और स्ट्रैटिग्राफी के आधार पर भिन्न होता है; इसलिए, प्रत्येक IF- युक्त नमूना को एक विशेष लिथोलॉजिकल * समूह की प्रचलित बाहरी विशेषताओं के आधार पर एक जमे हुए महासागर पर्यावरण (संपर्क माध्यम, समीपस्थ-बर्फ या डिस्टल-बर्फ) सौंपा गया था।

लिथोलॉजी * - तलछटी चट्टानों की संरचना, संरचना, उत्पत्ति और परिवर्तनों का अध्ययन।

नामीबिया के नमूनों में बहुतायत से बहुतायत और रची हुए टुकड़े वाले भारी डायमिथाइट्स का वर्चस्व था। कुछ स्थानों पर, बर्फ-संपर्क माध्यम में सबगैसियल विरूपण के प्रमाण पाए गए थे। इन डैमक्टाइट्स के साथ मिश्रित आईएफ युक्त नमूने ( 1C ) वास्तव में लोहे (Fe) में समृद्ध हैं। हालांकि, उनमें से कुछ में कम डैमक्टाइट्स थे, लेकिन अधिक समुद्री तल तलछट, हिमनदों-संपर्क से ग्लेशियल-डिस्टल ज़ोन में अवसादन स्थितियों की एक सीमा को दर्शाते हैं।

दक्षिण ऑस्ट्रेलिया ( 1D ) के नमूने ओवरसाइज्ड मलबे, सिल्टस्टोन * और शैल्स * युक्त ड्रापस्टोन * के साथ डायमक्टाइट्स की उपस्थिति की विशेषता है।

सिल्टस्टोन * एक ठोस तलछटी चट्टान है जो ढीलेपन से बनने वाली प्रक्रिया (ढीली तलछट से कठोर चट्टान में रूपांतरण) के दौरान ढीली बारीक अवसादी तलछटी चट्टान (यानी सिल्टस्टोन से) से बनती है।

स्लेट * विभिन्न खनिजों से मिलकर एक स्तरित संरचना वाली एक चट्टान है।

ड्रॉपस्टोन * - चट्टान का एक टुकड़ा जो तैरती हुई बर्फ ( बूंद - बूंद और पत्थर - पत्थर) को पिघलाने से गिर गया है।

कैलिफोर्निया (यूएसए) के नमूनों में ज्यादातर टरबाइडाइट सैंडस्टोन और सिल्टस्टोन शामिल हैं, साथ ही साथ छोटे डायमिथाइट भी हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के नमूनों में आईएफ युक्त चट्टानें काफी पतली हैं (5 मीटर से कम) और सिल्टस्टोन, सैंडस्टोन और द्रव्यमान प्रवाह तलछट के साथ मिश्रित होती हैं, जो एक हिमाच्छादित-मूल उत्पत्ति का संकेत देती हैं। हालांकि, बड़े पैमाने पर डैमक्टाइट्स से जुड़े दुर्लभ आईएफ युक्त जमाव हिमनद-डिस्टल क्षेत्र ( 1 ई ) से जुड़े हैं।

उपरोक्त टिप्पणियों से, यह निम्नानुसार है कि आईएफ युक्त जमा एक या किसी अन्य राशि में सभी नमूनों में मौजूद हैं।


चित्र 2: लोहे के निक्षेपों के रेडॉक्स भूखंड (IF)।

हिमनदी अवधि के दौरान रिडॉक्स प्रक्रियाओं की एक सामान्य तस्वीर बनाने के लिए, पेट्रोोग्राफिक स्कैनिंग द्वारा लोहे के भंडार के मौलिक और आइसोटोप-जियोकेमिकल डेटा एकत्र किए गए थे।

आयरन डिपॉजिट (IF) सिल्कीस सीमेंट और डेट्राइटस के रूप में अशुद्धियों के साथ महीन दाने वाली हेमाटाइट (Fe2O3) हैं। समुद्री जल में घुले लोहे के ऑक्सीकरण के कारण इन जमाओं का वर्षा होता है।

IF का जियोकेमिकल डेटा एक स्पष्ट अनुक्रम प्रदर्शित करता है, जिसे बर्फ और चट्टान के संपर्क की रेखा से संबंधित निकटता द्वारा समझाया जा सकता है, और यह रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं (OVR) के एक निश्चित ढाल के अस्तित्व का संकेत दे सकता है।

तो यदि बर्फ के संपर्क में आईएफ सबसे अधिक लोहे ( 2 ए ) में समृद्ध है। बर्फ और चट्टान के संपर्क के क्षेत्रों में डिट्रिटस के निक्षेपण की उच्च दर के बावजूद जमा में लोहे की उपस्थिति का तथ्य, इन परिस्थितियों में लोहे के ऑक्सीकरण की एक तेज प्रक्रिया को इंगित करता है।

लोहे की तरह, मैंगनीज (एमएन) एक ओवीआर-संवेदनशील धातु है जो ऑक्सीजन रहित परिस्थितियों में घुलनशील है, जिससे ओ ₂ की उपस्थिति में ऑक्साइड बनते हैं। मैंगनीज ऑक्साइड समुद्री जल में लौह लौह की उपस्थिति में जल्दी से विघटनकारी विघटन से गुजरता है। इसलिए, मैंगनीज ऑक्साइड के साथ संवर्धन ऑक्सीजन युक्त पानी की एक धारा के साथ जुड़ा हो सकता है।

सीवी (सीएफ) जैसे, आईएफ में मौजूद दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की भू-रसायन द्वारा समुद्र के पानी की ओवीआर परिवर्तनशीलता की भी पुष्टि की जाती है। ऑक्सीडेंट शुद्धि के कारण ओवीआर-असंवेदनशील दुर्लभ पृथ्वी की तुलना में ऑक्सीजन की शर्तों के तहत सीरियम को समुद्री जल में समाप्त कर दिया जाता है, जो ऑक्सीजन समुद्री जल में सेरियम विसंगतियों * (Ce _n / Ce _n * <1) की ओर जाता है।

सेरियम विसंगति * जियोकेमिस्ट्री में एक घटना है जिसमें अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की तुलना में चट्टान में सेरियम (सीई) की एकाग्रता या तो घट जाती है या बढ़ जाती है।

यह अवलोकन आइसिंग क्षेत्रों के पास ऑक्सीजन-समृद्ध समुद्री जल की उपस्थिति की भी पुष्टि करता है।

अध्ययन किए गए लोहे के भंडार से Fe की समस्थानिक रचनाएं क्रायोजेनिक अवधि के समुद्री वातावरण में SIR की गतिशीलता का एक अतिरिक्त विचार देती हैं। आईएफएस में आइसोटोप ( 2 डी ) की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला होती है, जिसमें निम्न ( ⁵⁶ Fe मान (-1.8 a तक) और असामान्य रूप से उच्च मान (2.7 wide तक) होते हैं। Contact ⁵⁶ Fe के प्रभावशाली नकारात्मक मूल्य (− ⁵⁶ Fe = 70.57 ‰ का औसत मूल्य; n = 14) विशेष रूप से बर्फ-चट्टान संपर्क क्षेत्र के नमूनों में पाए गए। अन्य सभी नमूनों का सकारात्मक मान samples ⁵⁶ Fe है: औसत मान = ⁵⁶ Fe = 1.1 positive, n = 21 (हिमनद-समीपस्थ क्षेत्र); = ⁵⁶ Fe = 1.5 का औसत मूल्य; n = 46 (ग्लेशियल-डिस्टल जोन)। इससे पता चलता है कि बर्फ और चट्टान के संपर्क क्षेत्र से अलग होने पर मूल्य बढ़ता है।

उपरोक्त परिणामों को सारांशित करना (धातुओं, सीमेंट विसंगतियों और Fe समस्थानिकों का पुनर्विकास), एक बर्फ की चादर के आसपास के क्षेत्र में समुद्र के पानी के ऑक्सीकरण (ऑक्सीजन संवर्धन) को बढ़ाने की प्रवृत्ति को देख सकता है। इसलिए, ओ ₂ का स्रोत बर्फ की चादर ही है, जिसे बर्फ संघनन के परिणामस्वरूप बनाया गया था। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, हवा के बुलबुले बर्फ में "कैप्चर" हो गए।

पिघले हुए हिमनद का पानी ग्लेशियर की ऊपरी परत से, ग्लेशियर के आधार से और आइस शेल्फ के आधार से भूतापीय प्रवाह, दबाव और घर्षण ताप से बन सकता है। नतीजतन, हमें ऑक्सीजन युक्त पिघला हुआ पानी मिलता है जो उन्हें ग्लेशियर के नीचे पर्यावरण के साथ आपूर्ति करता है।


चित्र 3: ग्लेशियर के नीचे ऑक्सीजन से मुक्त वातावरण में ऑक्सीजन युक्त बेसल पानी को लीच करने की योजना।

बेसल पानी के साथ ऑक्सीजन युक्त पिघल पानी का मिश्रण पूरी तरह से लोहे के जमा (आईएफ), साथ ही साथ उसके स्थान के साथ जुड़ी जियोकेमिकल प्रक्रियाओं की व्याख्या करता है। नतीजतन, लोहे का जमाव उपसमूह के सिद्धांत का प्रत्यक्ष प्रमाण है "ऑक्सीजन के मामले।"

और वास्तव में, अत्यंत कठोर जलवायु परिस्थितियों के बावजूद, ग्रह पर जीवन का अस्तित्व ही नहीं रहा, बल्कि विकास भी जारी रहा। क्रायोजेनेसिस से जीवाश्मों के विश्लेषण से पता चला है कि इस अवधि के दौरान कई यूकेरियोटिक जीवों का गठन किया गया था, जिनमें आर्कियोप्लास्टिडान , ओपिसथोककॉट्स और एमोबोजोन्स शामिल थे ।

इन यूकेरियोट्स में से कई एरोबेस हैं, क्योंकि पिघलवाटर के माध्यम से उपगल वातावरण का ऑक्सीजन जीवन को बनाए रखने के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण आधार था। अंटार्कटिका के बर्फीले बाहरी इलाकों के आधुनिक अवलोकनों के सबूत के रूप में, ऑक्सीजन के ऑयस कई किलोमीटर तक बढ़ सकते हैं। यह निम्नानुसार है कि ऐसा निवास स्थान न केवल बड़ा हो सकता है, बल्कि ग्लेशियल दरारें से भी अधिक स्थिर हो सकता है, जो ऑक्सीजन के अन्य सिद्धांतों में उल्लिखित हैं।

यह ध्यान में रखते हुए कि जटिल बहुकोशिकीय जीवन के विकास के लिए ओ ₂ की उपलब्धता महत्वपूर्ण है, यह माना जा सकता है कि शुरुआती जानवरों के लिए ऑक्सीजन ऑस महत्वपूर्ण * रिफ्यूजिया थे।

रिफ्यूजियम * एक निवास स्थान है जहां एक जैविक प्रजाति या प्रजातियों का समूह जीवित है या उनके लिए भूवैज्ञानिक समय की प्रतिकूल अवधि का सामना कर रहा है। यह माना जाता है कि रिफ्यूजियम में, प्रजातियों को संरक्षित किया जा सकता है और यहां तक ​​कि इससे फैल भी सकता है।

आणविक घड़ियों के आधुनिक अध्ययन * बताते हैं कि क्रायोजेनेसिस से पहले भी जानवरों की बहुकोशिकीय प्रकृति विकसित हुई थी।

आणविक घड़ी * - फाइटोलेनेटिक (प्रजातियों के बीच विकासवादी संबंध) घटनाओं की डेटिंग के लिए एक विधि, इस परिकल्पना के आधार पर कि बायोमोलेक्यूलस में मोनोमर में महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन लगभग स्थिर दर पर होते हैं।

सबसे शुरुआती जानवर शायद बेंटिक (नीचे) थे, यह देखते हुए कि स्पंज जानवरों का मूल खजाना माना जाता है। इसके आधार पर, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि सबग्लिशियल महासागर पर्यावरण का ऑक्सीकरण, बेंटिक मैक्रो-फॉना के विकास और प्रसार में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया थी। इसके अलावा, पिघले हुए ताजे पानी की आपूर्ति भी लवणता की डिग्री को कम करने में मदद कर सकती है, जो शुरुआती स्पंज के लिए महत्वपूर्ण है। आधुनिक स्पंजों का आवास काफी विस्तृत और विविध है, लेकिन उनके पूर्वजों की जैविक विशेषताएं अभी भी एक रहस्य हैं। इसलिए, यह कहना मुश्किल है कि क्या वे सुपर-नमकीन वातावरण में रह सकते हैं, जो समुद्र की सतह के टुकड़े के कारण बनाई गई थी।

अध्ययन की बारीकियों के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, मैं सुझाव देता हूं कि आप वैज्ञानिकों की रिपोर्ट देखें ।

उपसंहार

क्रायोजेनी हमारे ग्रह पर जैविक प्रजातियों के लिए सबसे आसान अवधि से दूर था। फिर भी, जीवन को स्थिति से बाहर निकलने का एक रास्ता मिला - ताजा पानी पिघला, ऑक्सीजन के साथ संतृप्त, समुद्र के साथ मिश्रित, जिसने एक निवास स्थान को जन्म दिया जो अस्तित्व और यहां तक ​​कि विकास के लिए स्वीकार्य था।

सबसे गंभीर बर्फ युग में यूकेरियोट्स के जीवित रहने के रहस्य को प्रकट करने के लिए, लोहे के जमा ने मदद की, जो दूर के अतीत की तस्वीरों की तरह, लाखों साल पहले हुई प्रक्रियाओं के बारे में मूल्यवान भू-रासायनिक जानकारी रखता था।

शोधकर्ताओं के अनुसार, उनके काम ने न केवल क्रायोजेनिक्स में जीवों के अस्तित्व के रहस्य को सुलझाने की अनुमति दी, बल्कि भूगर्भीय नमूनों में लोहे के जमाव की पुन: घटना को भी समझाया, जो तब तक लगभग 1 बिलियन वर्षों से अनुपस्थित था।

ऑक्सीजन, निश्चित रूप से, अस्तित्व के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन इसके अलावा, भोजन भी आवश्यक है। क्रायोजेनेसिस के दौरान यूकेरियोट्स ने क्या खाया, यह जानने के लिए वैज्ञानिकों ने अपना शोध जारी रखने का इरादा किया।

आपका ध्यान के लिए धन्यवाद, जिज्ञासु बने रहें और एक अच्छा काम करने का सप्ताह है, दोस्तों। :)

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