Circa 650 milioni di anni fa, la Terra entrò nella glaciazione marinara che vide congelare l'intero pianeta. La "Terra Palla di Neve" ha impedito l'evoluzione della vita. Ma mentre si scaldava, la vita biotica cominciò a fiorire. Un team di ricerca dell'Università di Tohoku ha analizzato campioni di roccia dalla Cina per dirci di più su questa transizione.

Alcuni ricercatori ipotizzano che le calotte glaciali abbiano avvolto la terra durante la glaciazione marinara (650-535 milioni di anni fa) in quella che viene soprannominata la "Terra a palla di neve". La glaciazione ha anche avuto un impatto sul clima e sulla composizione chimica degli oceani, frenare l'evoluzione dei primi anni di vita. Ancora, mentre la terra si scaldava, e sorse il periodo ediacarano, la vita biotica iniziò ad evolversi.

Un team di ricerca dell'Università di Tohoku ha svelato di più sul processo evolutivo della transizione Marinoan-Ediacara. Utilizzando le prove dei biomarcatori, hanno rivelato una possibile attività fotosintetica durante la glaciazione di Marino. Questo è stato seguito da organismi fotosintetici e batteri che sono entrati in un periodo di bassa produttività. Però, man mano che gli eucarioti si espandevano durante il primo periodo Ediacarano, sono sbocciati.

Dottor Kunio Kaiho, che è stato coautore di un articolo con Atena Shizuya, disse, "I nostri risultati aiutano a chiarire l'evoluzione degli animali da primitivi a complessi all'indomani della Snowball Earth". Il loro articolo online è stato pubblicato sulla rivista Global and Planetary Change l'8 agosto, 2021.

La tarda era neoproterozoica (650-530 milioni di anni fa) è stata testimone di una delle ere glaciali più gravi nei 4,6 miliardi di anni di storia della Terra. I ricercatori ritengono che le calotte glaciali coprissero l'intera terra sin dalle unità glaciogene, come detriti trasportati dal ghiaccio, sono distribuiti globalmente. Sovrapposizione di queste formazioni glaciogeniche sono i carbonati di cap. Questi precipitano in condizioni calde e quindi suggeriscono che l'ambiente glaciale è cambiato rapidamente in un ambiente serra.

L'ipotesi Snowball Earth pretende che la concentrazione di anidride carbonica atmosferica controllasse il passaggio da uno stato congelato a uno stato privo di ghiaccio. Gli oceani coperti di lastre di ghiaccio hanno impedito la dissoluzione dell'anidride carbonica nell'acqua di mare durante l'era glaciale di Marino, significa concentrazione di gas serra, emesso dall'attività vulcanica, aumentato gradualmente. Una volta che l'effetto serra estremo si è verificato, i ghiacciai si sono sciolti e l'anidride carbonica in eccesso è precipitata sui sedimenti glaciogenici come carbonati di copertura.

Mentre la teoria Snowball Earth spiega l'ampia distribuzione delle formazioni glaciali, non riesce a far luce sulla sopravvivenza degli organismi viventi. Per contrastare questo, alcuni ricercatori sostengono che le molecole organiche sedimentarie, un orologio molecolare, e fossili della tarda era neoproterozoica sono la prova che gli eucarioti primitivi come le spugne sono sopravvissuti a questa grave era glaciale. Modelli alternativi propongono anche che durante la glaciazione esistesse un mare aperto senza ghiaccio e fungesse da oasi per la vita marina.

Ma ciò che si è capito è che la glaciazione marinara e la successiva transizione climatica estrema probabilmente hanno avuto un forte impatto sulla biosfera. Poco dopo l'era glaciale, il biota lantiano, i primi eucarioti multicellulari macroscopici complessi conosciuti, è emerso. Il biota lantiano comprende macrofossili filogeneticamente incerti ma morfologicamente e tassonomicamente diversi. Nel frattempo, le specie pre-marine hanno piani corporei semplici con una varietà tassonomica limitata.

I biomarcatori di batteri ed eucarioti dimostrano che i batteri dominavano prima della glaciazione, mentre i rapporti sterani/hopani illustrano che gli eucarioti dominavano appena prima di esso. Però, non è chiara la relazione tra i cambiamenti della biosfera e la glaciazione di Marino.

Nel 2011, Kaiho e la sua squadra si sono recati alle Tre Gole, La Cina sotto la guida del Dr. Jinnan Tong della China University of Science per prelevare campioni di roccia sedimentaria dagli affioramenti più profondi di rocce sedimentarie marine. Dal 2015 in poi, Shizuya e Kaiho hanno analizzato i biomarcatori delle alghe, attività fotosintetica, batteri, ed eucarioti dai campioni di roccia.

Hanno trovato attività fotosintetica basata su alcani n-C17 + n-C19 per alghe e pristano + fitano durante la glaciazione di Marino. Gli hopani all'interno della deposizione di carbonato precoce e tardiva hanno mostrato che organismi fotosintetici e altri batteri entravano in uno stato di bassa produttività prima di riprendersi. E gli sterani dei carbonati e delle pietre fangose ​​dopo la deposizione di carbonato del cappuccio del primo periodo Ediacarano indicavano l'espansione degli eucarioti. L'espansione degli eucarioti corrispondeva al biota lantiano che era morfologicamente diverso rispetto alle specie pre-marinoane.

Kaiho crede che siamo un passo più vicini alla comprensione del processo evolutivo che si è verificato prima e dopo Snowball Earth. "Lo stress ambientale degli ambienti oceanici chiusi per l'atmosfera, seguito da alte temperature intorno ai 60 ° C, potrebbe aver prodotto animali più complessi in seguito". I loro risultati mostrano che il recupero batterico ha preceduto il dominio degli eucarioti.

Il team di Kaiho sta effettuando ulteriori studi per chiarire la relazione tra il cambiamento climatico e la biosfera in altri luoghi. Stanno anche studiando la relazione tra l'aumento dell'ossigeno atmosferico e l'evoluzione animale dal tardo criogeniano all'inizio del cambriano (650-500 milioni di anni fa).