Новости

Литосферные плиты оказались похитителями океанической воды

Карта проводимости коры на разных глубинах. Иллюстрация авторов исследования

Ученые из Университета штата Орегон составили карту электропроводности земной мантии. В результате им удалось установить, что в зонах субдукции проводимость аномально высокая, что может указывать на присутствие большого количества воды. Ранее предполагалось, что плиты "утаскивают" с собой значительно меньше влаги с поверхности. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе университета.

Карта была составлена на основании данных о магнитной индукции, собранных исследователями в разных регионах планеты за последние несколько лет. На основе этих данных ученые смогли вычислить электропроводность пород. По словам ученых, традиционно предполагалось, что зоны субдукции - регионы, где океаническая кора погружается в мантию, отличаются низкой электропроводностью. Новые результаты показывают, что это не так.

Ученые отмечают, что недавние лабораторные опыты позволили установить, что при высоком давлении породы, которые погружаются в мантию, "очень чувствительны к наличию в них воды". При этом рост содержания влаги приводит к росту проводимости. Таким образом, ученые заключают, что в зонах субдукции породы содержат большое количество влаги.

В настоящее время ученые работают над математической моделью процессов, происходящих в мантии.

Палеонтологи нашли радугу в перьях древних птиц

Перо, которое исследовали ученые. Фото авторов работы

Птицы, обитавшие на Земле 40 миллионов лет назад, уже обладали радужным оперением. Такой вывод сделала группа палеонтологов по результатам анализа окаменевшего пера, принадлежавшего птице неизвестного вида. Работа исследователей появилась в журнале Biology Letters. Основные положения исследования представлены в пресс-релизе Йельского университета.
Окраска оперения птиц, так же как шерсть животных или волосы людей определяется пигментом меланином. Гранулы пигмента содержатся в меланосомах - особых клеточных органеллах. Долгое время считалось, что меланосомы очень быстро разрушаются и их нельзя обнаружить в окаменевших остатках. Однако в 2007 году коллектив авторов из Йельского университета опубликовал статью, в которой доказывалось, что в некоторых останках меланосомы сохранились. До выхода этой работы считалось, что необычные структуры, найденные в некоторых образцах, являются бактериальными наростами.
В своей новой работе те же авторы методом электронной микроскопии определили, как расположены меланосомы в пере. Исследователи установили, что в некоторых местах органеллы упакованы очень плотно, однако периодически в этом слое встречаются вкрапления более рыхло расположенных гранул. Похожим образом меланосомы упакованы в перьях современных птиц с радужным оперением.
По мнению ученых, тело хозяйки пера было черным и отливало зеленым, синим или красным в зависимости от угла зрения. Такое оперение носят, например, скворцы. В будущем исследователи собираются использовать разработанную ими технологию для определения окраски пернатых динозавров. Последние данные заставляют предположить, что древние ящеры обзавелись перьями уже 200 миллионов лет назад.

Ученые обнаружили ген теплокровности

Ученые обнаружили ген, который, вероятно, определяет появление в эволюции четрыхкамерного сердца - самого "продвинутого" варианта этого органа. Статья авторов появилась в журнале Nature. Редакция журнала поместила это исследование на его обложку. Краткое описание работы доступно на портале Science News.

Эффективность работы сердца определяется его строением. Так, у рыб сердце двухкамерное, у земноводных - трехкамерное, в сердце птиц и млекопитающих четыре камеры. Количество камер в сердце рептилий до сих пор остается предметом споров. У ящериц и черепах два предсердия, а в желудочке находится мышечный барьер. Однако по анатомическим признакам его нельзя однозначно признать перегородкой.

Авторы новой работы решили выяснить, сколько камер в сердце рептилий, ориентируясь на работу генов. Предыдущие исследования показали, что во время развития левой половины сердца у млекопитающих и птиц активен ген Tbx5. Ученые проверили активность этого гена при развитии сердец черепах и ящериц. На ранних стадиях развития Tbx5 работал на всей области желудочка. На более поздних этапах эмбриогенеза активность этого гена пропадала из правой части сердца черепах, но не из сердца ящериц.

Основываясь на этих данных, исследователи заключили, что черепахи обладают истинно четырехкамерным сердцем, а ящерицы - нет. Чтобы проверить, действительно ли Tbx5 определяет строение сердца, или его работа напрямую не влияет на этот параметр, ученые провели серию опытов на мышах. Когда исследователи "заставили" Tbx5 работать в ходе эмбрионального развития мышей так же, как у ящериц, сердце млекопитающих сформировалось трехкамерным. Полное выключение гена привело к аналогичному результату. Таким образом, Tbx5 оказался важным фактором, необходимым для образования перегородки в желудочке.

Увеличение числа камер в сердце напрямую связано с эволюционным успехом организмов. Двухкамерный желудочек необходим для формирования двух кругов кровообращения. Один круг кровообращения не позволяет животным эффективно регулировать температуру тела. Теплокровные животные могут более эффективно осваивать различные экологические ниши.

Скорость восстановления видов после Великого вымирания оказалась недооценена

Палеонтологи установили, что восстановление биосферы после так называемой Пермской катастрофы происходило в 10-30 раз быстрее, чем считалось ранее. Статья исследователей появилась в журнале Science.
Во время Пермской катастрофы, которая считается самым массовым вымиранием видов в истории Земли и произошла 252 миллиона лет назад, популяция наземных организмов сократилась примерно на 70 процентов, а водных - на 90 процентов. Согласно одной из теорий, вымирание стало результатом массовых извержений вулканов.
В рамках нового исследования ученых интересовало как быстро живые организмы восстановили видовое разнообразие. В центре исследования были аммоноидеи - головоногие, приходящиеся дальними родственниками наутилусам. Анализ большого количества окаменелых останков позволил установить, что количество видов живых организмов достигло уровня, который был до вымирания, менее чем за два миллиона лет. Раньше назывались цифры в 10-30 миллионов лет.
Недавно группа палеонтологов из Колледжа Колби в Вотервиле, штат Мэн, установила, что Пермская катастрофа вероятно не была столь стремительной, как считалось до сих пор. По словам исследователей, многие виды начали гибнуть задолго до непосредственно самой даты в 252 миллиона лет.

Земля обзавелась летом только 13 тысяч лет назад

Австрийские ученые заключили, что лето как относительно четко выделенное время года, появилось на Земле не раньше, чем 13 тысяч лет назад. Выводы исследователей пока не опубликованы в рецензируемом научном журнале. Кратко содержание работы пересказывает агентство "Синьхуа".

Авторы нового исследования изучали донные отложения в австрийском озере Ланге, образцы которых были подняты с глубин от 3,4 до 4,4 метра. Соответственно, возраст отложений составлял от 19 тысяч до 13 тысяч лет. Ученые анализировали состав растений, в том числе водорослей, останки которых сохранились в озере. По характеру растительности исследователи могут восстановить климат прошлого. Так, кустарники, травы и многие водоросли способны выдерживать холодный климат и резкие перепады температур, а деревьям нужна более стабильная и теплая погода.

По итогам своей работы авторы заключили, что после окончания последнего ледникового периода около 20 тысяч лет назад на Земле постепенно стало теплеть. Около 17 тысяч лет назад среднегодовые температуры резко упали и этот локальный минимум длился около 2,5 тысяч лет. Приблизительно 14,5 тысяч лет назад климат вновь стал более теплым.

Во время такой "эпохи нестабильности" четко выраженного лета не было. Температура воды в озере в холодные периоды не поднималась выше 10 градусов Цельсия, а в теплые поднималась всего до 18 градусов. Ученые предполагают, что атмосферная температура также была нестабильной.

Климат древней Земли до сих пор остается предметом споров ученых. О температурном режиме планеты в прошлом исследователи могут судить только по косвенным признакам, поэтому в трактовках разных коллективов часто встречаются противоречия. Однако почти все ученые согласны, что в прошлом планета пережила несколько периодов глобального потепления и глобального похолодания.

Обнаружены остатки "затерянного мира" млекопитающих

Найденные останки. Фото авторов исследования

Международная группа исследователей обнаружила регион, где почти 2 миллиона лет назад сосуществовали виды из разных регионов и геологических эпох. Сами ученые назвали это место "затерянным миром" млекопитающих. Статья исследователей опубликована в журнале PLoS One.
Основной сложностью при изучении эволюции животных на границе эпох плиоцена и плейстоцена (примерно 1,8 миллиона лет назад) является тот факт, что у ученых отсутствует достаточное количество окаменелостей. В результате останки некоторых видов, которые должны существовать примерно в одно время и в одном регионе, оказываются разделены на многие годы и километры.
В рамках новой работы ученые занимались раскопками в Испании. Там исследователям удалось найти регион, где присутствует большое количество останков видов из Азии, Европы и Африки, относящихся как к плиоцену, так и к плейстоцену. Среди найденных видов имеются родственники современных волков и жирафов. Палеомагнитная датировка позволила установить, что все эти особи обитали в данном регионе примерно в одно время - 1,8 миллиона лет назад.
Ученые отмечают, что находка позволяет прояснить многие вопросы, связанные с эволюцией видов в то время. В частности, речь идет о двух крупных миграциях млекопитающих. Первая, состоявшаяся примерно 2,6 миллиона лет назад, привела к появлению мамонтов в Европе. Вторая, произошедшая почти на миллион лет позже, завершилась "колонизацией" региона волками и гиенами.
Совсем недавно палеонтологам впервые удалось обнаружить останки мамонтов на юге Испании. Возраст костей составил 26-35 тысяч лет. Останки были обнаружены в южной части Пиренейского полуострова. Палеонтологи отмечают, что ранее мамонтов не находили так далеко на юге.

В массовом убийстве живых существ 450 миллионов лет назад обвинили Аппалачи

Новая гипотеза предполагает, что массовое вымирание живых существ, произошедшее в конце ордовикского периода, было спровоцировано формированием Аппалачей. Авторы опубликовали свои выводы в журнале Geology. Коротко работу исследователей описывает New Scientist.

Ордовикский период длился от 490 до 445 миллионов лет назад. В это время на Земле появилось немало новых групп живых существ, в частности, среди моллюсков и иглокожих. Однако в конце ордовика число населявших Землю видов резко сократилось. Считается, что вымирание было спровоцировано похолоданием, но причины понижения температур ученым до конца не ясны.

Авторы новой работы связали замерзание планеты с появлением Аппалачей. После образования горных систем неминуемо начинаются процессы выветривания. Частицы горных пород попадают в почву, где перерабатываются растениями и "захораниваются" в форме минералов, многие из которых содержат углерод. Соответственно, меньше углерода остается для образования CO₂ - мощного парникового газа, который способствует потеплению.

В случае Аппалачей исследователи подтвердили процессы выветривания, проанализировав изотопный состав стронция в отложениях конца ордовикского периода. Кроме того, исследования лавы показали, что в это время снизилась интенсивность вулканической деятельности, способствовавшей потеплению.

Ордовикское вымирание было не единственным в истории Земли. Около 80 процентов населявших планету видов исчезло в результате Пермской катастрофы, произошедшей около 252 миллионов лет назад. Долгое время считалось, что Пермская катастрофа была относительно краткосрочным событием. Однако в одной из недавних работ доказывается, что процесс вымирания занял весьма продолжительный отрезок времени.

Ученый опроверг геологическую теорию Дарвина

Пейзаж Огненной Земли. Фото пользователя Senior maloney с сайта wikipedia.org

Американский геолог опроверг гипотезу Дарвина о происхождении необычных валунов на Огненной Земле. Автор теории эволюции считал, что они были принесены на материк ледником. Более тщательное исследование показало, что в появлении камней также виноват оползень. Свои выводы Эдвард Эвенсон (Edward Evenson) изложил на встрече Американского геологического общества, которая проходила в Портленде, штат Орегон. В сокращенной форме доклад ученого приводит портал Nature News.

Сфера научных интересов Чарльза Дарвина распространялась не только на проблемы происхождения видов. В числе прочего ученый интересовался геологией. Одним из занимавших его вопросов был вопрос о природе нескольких сотен крупных валунов, разбросанных на островах Огненной Земли. Дарвин считал, что изогнутый регион, где были найдены камни, является единственным местом их "скопления" в Южной Америке. Он предположил, что валуны принес к Огненной Земле ледник. После того, как он отошел, камни были вынесены выше уровня поверхности океана в результате локального подъема участка земной коры.

Эвенсон опроверг предположение Дарвина, опираясь на несколько фактов. Во-первых, исследованная Дарвином группа камней не является единственной в Южной Америке. Сходный массив, состоящий приблизительно из тысячи валунов, был обнаружен в одном из заливов Чили. Маловероятно, чтобы ледник принес два аналогичных блока камней. Более достоверной выглядит гипотеза, предполагающая, что камни "прибыли" в Южную Америку на вершине ледника, а позже сползли вниз из-за оползней. Изогнутость линии, вдоль которой расположены валуны, может служить косвенным доказательством в пользу этой версии.

В 2009 году появляется множество работ, так или иначе связанных с именем Чарльза Дарвина, так как ровно 150 лет назад был опубликован его знаменитый труд "Происхождение видов путем естественного отбора, или выживание благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь". Кроме того, 200 лет назад ученый появился на свет.

Погибшие от метеорита индейцы охотились на мастодонтов

Мастодонт. Иллюстрация с сайта fossil-treasures-of-florida.com

Археологи обнаружили, что индейцы культуры Кловис обитали на территории современной Мексики. О своих результатах ученые доложили на съезде Американского геологического общества в Портленде, а краткое изложение доклада приводится на Nature News.

В рамках работы ученые обнаружили в мексиканском штате Сонора стоянку индейцев культуры Кловис, возрастом примерно 13 тысяч лет. Среди прочего на территории стоянки были найдены лезвия, наконечники стрел, а также останки молодого мастодонта. Датировка останков производилась методом радиоуглеродного анализа.

Исследователи подчеркивают, что быт представителей древней культуры, обитавших на территории Мексики, остается для них загадкой. Ученые надеются. что новые результаты помогут прояснить этот вопрос.

Культура Кловис является одной из первых развитых культур на североамериканском континенте. Пристальное внимание к ней, однако, обусловлено не этим фактом, а тем, что примерно 13 тысяч лет назад культура Кловис неожиданно исчезла. Примерно в это же время вымерло 35 видов млекопитающих, включая карликовых мамонтов, и 19 видов птиц.

По мнению некоторых специалистов, причиной упадка культуры и вымирания видов стало падение крупного метеорита, которое вызвало лесные пожары по всему континенту. В подтверждении этой гипотезы на территории острова Санта-Роза, расположенного недалеко от побережья Калифорнии, ученым удалось найти лонсдейлит - аллотропную модификацию углерода, которая образуется в результате падения метеоритов - возрастом около 13 тысяч лет.

Локализован древний арктический оазис

Парадоксально, но в эпоху последнего оледенения существовал огромный, у самого Северного полюса полностью свободный ото льдов оазис жизни.

Результаты новых исследований свидетельствуют о том, что в эпоху последнего оледенения, когда большая часть Евразия была покрыта ледниками, у самого Ледовитого океана существовал огромный регион, свободный от льда. Этот регион располагался на территории нынешних Чукотки, Аляски, акватории нынешнего Берингова моря. Он получил условное название "Берингия".
Результаты новых исследований опубликованы в работе "The Klondike goldfields and Pleistocene environments of Beringia", вышедшей в журнале GSA Todaly.
Представление об особой роли ныне ушедшей на дно Берингова моря сухопутной "перемычки" между Евразией и Америкой в обмене видами животных и растений уже сформировалось в науке. Однако было не совсем понятно, каким образом через этот суровый регион могли мигрировать относительно теплолюбивые виды животных и растений. Теперь загадка проясняется.
По мнению учёных, субрегион Берингии оставался свободным от вечных льдов в период Плиоцена (5,3 - 2,5 млн. лет назад) и Плейстоцена (2,5 - 0,012 млн. лет назад).
Вероятной причиной отсутствия льда в Берингии явился не исключительно благоприятный климат - но отсутствие влаги, которая могла бы способствовать образованию и накоплению льда. Субрегион почти не испытал на себе оледенения.
Одним из косвенных свидетельств отсутствия льда в субрегионе являлось обилие в ту эпоху видов животных, обитающих в степи сурков. В настоящее время они здесь не встречаются, поскольку не могут рыть норы в мерзлоте.
Одним из вероятных факторов отсутствия мерзлоты в ту эпоху, помимо малой влажности, мог являться характер растительности. В ту эпоху Берингия была покрыта степью, и травянистый покров не препятствовал прогреву почвы летом и дренажу воды - в отличие от нынешней тундры, где толстый слой мха служит теплоизолятором, поддерживающим низкую температуру почвы даже летом.
В настоящее время появляется всё больше свидетельств того, что в прошлом в арктическом регионе условия жизни были мало похожи на сегодняшние.
Возможно, эту эпоху застал и человек - представления о существовании на Крайнем Севере древней, богатой и развитой культуры сохранилось до наших дней у многих народов мира.
Возможно, исследования Арктики позволят не только по-иному взглянуть на историю климатических изменений на Земле, но и на историю человечества.
Более подробная информация об этом будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.