Preserved worm burrows in
Canadian rock were invisible to the naked eye. In this image, a large,
lined, horizontal burrow is almost 0.8 inches (20 mm) wide.
Credit: University of Saskatchewan
About a half billion years ago, an ancient sea covered what is now the
northernmost stretches of Canada. Its seafloor was long thought to be a
dead zone, devoid of the oxygen needed to support life.
But as it turns out, minuscule worms lived quite happily in these ocean
sediments — they even created their own "superhighway" of tunnels by
burrowing through the soil.
Traces of these fossilized tunnels were found in rocks collected
decades ago from Canada's Mackenzie Mountains in the Northwest
Territories. But scientists more recently found the tiny tunnels only
after reanalyzing them, they reported in a new study.
Their discovery sheds light on the region's ocean ecosystems during the Cambrian era
(543 million to 490 million years ago), suggesting that these
environments may have harbored more oxygen — and more life — than
expected, according to the study. [Cambrian Creatures Gallery: Photos of Primitive Sea Life]
The tunnels that the worms left behind in the weathered rock weren't
visible to the naked eye, and were detected purely by chance, lead study
author Brian Pratt, a professor of geological sciences with the College
of Arts and Sciences at the University of Saskatchewan in Canada, told
Live Science in an email.
Pratt and his co-author Julien Kimmig, a collections manager of
invertebrate paleontology with the Biodiversity Institute and Natural
History Museum at the University of Kansas, found the tunnels while
collaborating on another study published in 2018. (They described a "poop picnic" enjoyed by Cambrian worms at the same site where the worm tunnels were found, Pratt said.)
Pratt and Kimmig were preparing samples for the 2018 study — sawing and
grinding the rocks — when they discovered something that they hadn't
seen before.
"I noticed some slight variation in shading," Pratt said. He dampened
the smooth surface of a rock sample with alcohol, scanned it on a
flatbed scanner and enhanced the image brightness and contrast.
Suddenly, "a riot of burrows appeared," he said. Some areas were
crisscrossed by just a few tunnels, but other portions of rock were
"completely churned" by the worms' activities, he said.
The preserved tunnel shapes were exceptionally well-defined and had not
collapsed, hinting that the sediment around them was firm and not
"soupy," the study authors wrote.
Researcher Brian Pratt found
evidence of worm activity from 500 million years ago preserved in a
fossil-rich site in British Columbia, Canada.
Credit: University of Saskatchewan
In width, the tunnels measured from 0.02 to 0.6 inches (0.5 to 15
millimeters), made by worms ranging from about a millimeter in length to
finger-size, according to the study. Most of the burrows were tiny, dug
out by worms that scoured the ocean sediment looking for organic matter
to eat. The rare, larger tunnels likely housed predatory filter-feeders
— "animals that projected a feeding apparatus up into the water column
to catch organic particles and tiny animals," Pratt said.
Also contained in the rock were the preserved bodies of worms — not the
worms that dug the tunnels — and "large poops" containing shreds of
body tissues that likely belonged to other worms that were eaten,
according to Pratt.
Together, this evidence presents a fascinating snapshot of an ancient
seafloor habitat, in an ocean ecosystem that was far richer — in oxygen
and species — than expected, the scientists reported.
The findings were published online in the March issue of the journal Geology.
Pesquisadores descobriram evidências de que um
supercontinente, Pannotia, existiu entre 650 milhões e 600 milhões de anos
atrás, formando-se após Rodinia e antes de Pangea. Credit: Nance and Murphy,
Geological Society Special Publications, March 2018.
As massas terrestres da Terra se uniram em
supercontinentes e se separaram novamente até seis vezes na história do
planeta. Pangaea é o supercontinente mais famoso, mas pelo menos cinco
supercontinentes pré-pangeanos - Rodínia, Columbia, Kenorland, Ur e Vaalbara -
têm sido amplamente defendidos, principalmente com base em dados
paleomagnéticos. Agora, um novo estudo oferece uma panóplia de evidências para
um supercontinente muitas vezes esquecido que se pensava ter formado após
Rodínia e antes da Pangeia, chamada Pannotia, cuja existência há muito está em
questão.
Em 1982, quando os geólogos Damian Nance e Tom
Worsley, da Universidade de Ohio, propuseram o conceito de um ciclo global de
supercontinentes - em que continentes se juntam e quebram repetidamente ao
longo de centenas de milhões de anos, “as pessoas pensavam que éramos loucos”,
diz Nance.
Na época, Pangea era amplamente considerado o único supercontinente
da história da Terra, mas Nance e Worsley ofereceram uma série de evidências de
que todos os continentes se uniram e se separaram inúmeras vezes antes de
Pangea em um ciclo auto-sustentável.
No novo estudo, publicado pela Sociedade
Geológica de Londres, Nance e o co-autor Brendan Murphy da St. Francis Xavier
University em Nova Scotia, Canadá, apresentam evidências do Pannotia, que pode
ter se formado há cerca de 600 milhões de anos. .
A evidência para outros
supercontinentes vem em grande parte de dados paleomagnéticos. Mas tais dados
foram inconclusivos para rochas que datam de 650 milhões a 550 milhões de anos
atrás.
Como o campo magnético da Terra muda de orientação
ao longo do tempo geológico, as assinaturas magnéticas gravadas em grãos
magnetizados em algumas rochas permitem aos geocientistas refazer os movimentos
dos continentes.
A técnica pode determinar as posições das massas terrestres em
relação à latitude, mas não à longitude, para que você possa determinar que uma
massa de terra foi posicionada no equador, mas não no equador. “Esse período
preciso de tempo é um dos períodos mais difíceis para interpretar dados
paleomagnéticos”, diz Joseph Meert, geólogo da Universidade da Flórida em
Gainesville, que não esteve envolvido no estudo. "Temos dados da mesma
rocha que parecem dar sinais de alta e baixa latitude ao mesmo tempo", diz
Meert. "É muito bizarro."
O último esforço de Nance para defender Pannotia
evita o problema paleomagnético ao oferecer outras linhas de evidência de que
os continentes do planeta se uniram no Hemisfério Sul por pelo menos 50 milhões
de anos entre os tempos em que Rodinia e Pangea existiam. “Quando você monta um
supercontinente e depois o quebra, você produz todos os tipos de mudanças
surpreendentes nos sistemas de superfície da Terra”, diz Nance.
Os sinais mais óbvios são episódios globais de
construção de montanhas quando os continentes colidem e rompimento em larga
escala quando se separam. Outras mudanças variam desde a química flutuante do
oceano até mudanças climáticas dramáticas, incluindo eras glaciais, até
radiações generalizadas e extinções na biosfera, à medida que os habitats são
criados e destruídos.
"Se olharmos para as mudanças no nível do mar,
clima e biosfera durante este período entre 650 milhões e 550 milhões de anos
atrás, é muito semelhante ao que vemos quando a Pangea estava se formando e se
dividindo", diz Nance. "Parece que todo o inferno estava se soltando
na Terra, e meu palpite é que Pannotia está no centro de todas essas coisas
estranhas e maravilhosas que estavam acontecendo naquela época." Nance e
Murphy também defendem a definição dos supercontinentes não pelo tamanho ou
pela porcentagem da massa total da Terra incluída - Meert sugeriu que os
supercontinentes deveriam conter pelo menos 75% das massas de terra disponíveis
- mas pelos processos envolvidos: “Na minha opinião, um supercontinente só
precisa ser grande o suficiente para iniciar os processos de circulação do
manto que causam a quebra da massa de terra. Ela só precisa ser grande o
suficiente para desencadear sua própria autodestruição e garantir que o ciclo
se repita ”, diz Nance.
A evidência combinada é intrigante, mas ainda não é
um slam dunk, diz Meert. "Eu não acho que a questão da existência de
Pannotia seja resolvida por este novo estudo, mas dá uma boa perspectiva de
sistemas de terra para onde se pode procurar evidências para supercontinentes
quando você não pode confiar em dados paleomagnéticos".
Uma forma de
resolver o debate, ausente de evidências paleomagnéticas, é refinar as datas
dos eventos que Nance e Murphy citam como evidência para Pannotia, diz Meert.
Muitas das datas citadas se sobrepõem, permitindo que apenas uma janela de 50
milhões de anos para a Pannotia exista intacta antes de terminar. "Se
Pannotia é um supercontinente, foi muito efêmero, durando o menor tempo de todos
os supercontinentes", diz Meert. “Para mim, o momento de quando tudo isso
estava acontecendo ainda é um grande problema”.
