З’єднання Америк мало величезні наслідки в глобальному масштабі, а його суперечливий час має такі ж великі наслідки для науки.
Якщо не брати до уваги утворення суперконтинентів, Північна і Південна Америка були не пов’язані між собою ще кілька мільйонів років тому; потім крихітний клаптик суші з’єднав континенти, спричинивши вплив, який вплинув на всю планету. Ця невелика ділянка суші, відома як Панамський перешийок, змінила глобальний клімат і запустила величезний природний експеримент з міграції рослин і тварин.
Але скільки саме мільйонів років тому Америки з’єдналися? “Стандартна модель” датується приблизно 3 мільйонами років тому, в той час як деякі більш сучасні дослідження говорять про 6-15 мільйонів років, а “початковий сухопутний міст” з’явився ще 23 мільйони років тому, згідно з доповіддю 2016 року в журналі Science Advances.
Панамський сухопутний міст виник завдяки тектонічним силам. Великі шматки земної кори, які називаються тектонічними плитами, вкривають зовнішній шар Землі, стикаючись одна з одною, утворюють гірські хребти, і розсуваючись, утворюють океанічні басейни. Перешийок утворився, коли Карибська тектонічна плита вклинилася між плитами, що несуть Південну та Южну Америки. За даними Обсерваторії Землі NASA, в результаті тектонічної активності піднялося морське дно і утворилися вулкани, які прорвалися на поверхню океану у вигляді островів. Протягом мільйонів років осадові породи океанських течій заповнювали проміжки між островами, поки не утворився відомий нам сухопутний міст. Цей, здавалося б, невеликий сухопутний міст відрізав північну частину Атлантичного океану від північної частини Тихого океану, змінивши океанські течії.
Утворений перешийок виявився трансформаційним, змусивши теплу екваторіальну течію з Мексиканської затоки потрапити в Атлантику і піднятися до північноамериканського узбережжя під назвою Гольфстрім. Інші зміни, пов’язані з течією, зробили Атлантику солонішою, сприяючи глобальній термохалінній (грец. “тепло” плюс “сіль”).
Причина того, що ми маємо такий клімат, який маємо сьогодні, полягає в тому, що перешийок піднявся. Маючи лише від 50 до 200 кілометрів в ширину і близько 640 км в довжину, цей крихітний, крихітний клаптик суші вплинув на клімат всієї планети.
Біологічна магістраль
Перешийок також забезпечив надзвичайно важливий прохід для живих істот з одного континенту на інший. В результаті Великий американський біотичний обмін (GABI – Great American Biotic Interchange) став “масштабним експериментом з біологічного вторгнення”.
Сучасні північноамериканські істоти, такі як вірджинський опосум (Didelphis virginiana) і дикобрази, виникли завдяки мігрантам з Південної Америки, тоді як предки ведмедів, котів, собак, коней, лам і єнотів подорожували іншим шляхом. Тим часом перешийок ізолював раніше змішані океанічні популяції, які потім розвивалися незалежно.
Стандартна модель
Стандартна модель виникла на основі досліджень 1970-х років, згідно з дослідженням Science Advances. Це включає дослідження 1978 року в журналі Geology, в якому вивчалися скам’янілості з глибоководних кернів; воно виявило, що морські види стали ізольованими по обидва боки перешийка близько 3 мільйонів років тому. Упродовж наступних десятиліть подальші дослідження підтвердили цю хронологію, йдеться у звіті Science Advances.
Традиційне датування GABI також підтвердило цю оцінку, згідно з дослідженням 2013 року в журналі Bulletin of Marine Science. Згідно з дослідженням 2010 року в журналі Ecography, вчені використовували переважно дані про скам’янілості тварин, щоб встановити час існування GABI. Такі скам’янілості найкраще датуються за їхнім розташуванням у шарах гірських порід, згідно з оглядом 2008 року в журналі “Палеоокеанографія і палеокліматологія”.
Вчені також пов’язали закриття перешийка з часом давнього глобального похолодання. Дослідники помітили, що формування льодовикового покриву і пов’язане з ним похолодання збіглося з часом, коли, як вважається, сформувався перешийок (за даними скам’янілостей), йдеться в огляді 2008 року. Тому вони припустили, що це похолодання було пов’язане зі змінами в течіях, спричиненими перешийком. Наприклад, деякі дослідники вважають, що Гольфстрім, переносячи більше вологи в Арктику, призвів до появи додаткового морського льоду, який відбивав би більше сонячного світла і спричиняв похолодання.
Оскарження дати виникнення перешийка
Однак останні дослідження продовжують ставити під сумнів стандартну модель. Огляд Харамілло в книзі “Гори, клімат і біорізноманіття” (Wiley-Blackwell, 2018) наводить додаткові аргументи на користь більш розтягнутої часової шкали GABI і ставить під сумнів зв’язок між закриттям перешийка приблизно 3 мільйони років тому і термохалінною циркуляцією. За словами Харамільйо, деякі нещодавні геологічні знахідки підтверджують більш давній зв’язок.
Більш раннє закриття могло б мати серйозні наслідки для різних галузей. Це означало б, що вченим потрібно нове пояснення глобального похолодання 3 мільйони років тому. Це також підштовхнуло деяких біологів переглянути “молекулярний годинник”, який використовується для оцінки еволюційних хронологій і часто відкалібрований на час народження перешийка. Вони зрозуміли, що їхні … філогенії [діаграми розгалуження еволюційних зв’язків] можуть бути набагато іншими і набагато давнішими.
