Ученые продолжают спорить, когда образовался Панамский перешеек между Северной и Южной Америкой

Если не считать образования суперконтинентов, Северная и Южная Америка не были связаны между собой еще несколько миллионов лет назад, а затем крошечная полоска земли соединила континенты, вызвав столкновения, затронувшие всю планету. Этот небольшой участок земли, известный как Панамский перешеек, изменил глобальный климат и положил начало масштабному естественному эксперименту по миграции растений и животных.

Но сколько именно миллионов лет назад Америка соединилась? «Стандартная модель» датирует это примерно 3 миллионами лет назад, в то время как некоторые более поздние исследования говорят, что от 6 до 15 миллионов лет, с «первоначальным сухопутным мостом» уже 23 миллиона лет назад. Но эта до сих пор является спорным вопросом.

Панамский сухопутный мост возник из-за тектонических сил. Большие куски земной коры, называемые тектоническими плитами, покрывают внешний слой Земли, сталкиваясь друг с другом, образуя горные хребты, и расходясь, образуя океанические бассейны. По словам Монтеса, перешеек образовался, когда Карибская тектоническая плита вклинилась между плитами, несущими Америку. По данным Земной обсерватории НАСА, в результате тектонической активности морское дно поднялось, создавая вулканы, которые прорвали поверхность океана в виде островов. На протяжении миллионов лет отложения океанских течений заполняли пространства между островами, пока не образовался сухопутный мост, каким мы его знаем. Этот, казалось бы, небольшой сухопутный мост отрезал северную часть Атлантического океана от северной части Тихого океана, меняя океанские течения.

Возникший в результате перешеек оказался преобразующим, заставив теплое экваториальное течение из Мексиканского залива в Атлантику и вверх по побережью Северной Америки в виде Гольфстрима. Согласно исследованию Science Advances, другие изменения, связанные с течением, сделали Атлантику более соленой, что привело к глобальной термохалинной (греч. «тепло» плюс «соль») циркуляции.

Причина того, что у сегодня такой климат, в том, что перешеек поднялся. Всего от 50 до 200 километров в ширину и около 640 км в длину, этот крошечный, крошечный клочок земли повлиял на климат всей планеты.

Перешеек также обеспечивал чрезвычайно важный проход для живых существ с одного континента на другой. Как следует из более ранних исследований, возникший в результате Великий межамериканский биотический обмен (GABI) стал «массовым экспериментом по биологическому вторжению». 

По данным Земной обсерватории, современные североамериканские существа, такие как виргинский опоссум (Didelphis virginiana) и дикобразы, произошли от мигрантов из Южной Америки, в то время как предки медведей, кошек, собак, лошадей, лам и енотов путешествовали другим путем. Между тем, перешеек изолировал ранее смешанные океанские популяции, которые затем развивались независимо.

Стандартная модель возникла в результате исследований 1970-х годов. Это включает в себя исследование 1978 года, когда были исследованы окаменелости из глубоководных кернов. Тогда было обнаружено, что морские виды стали изолированными по обе стороны перешейка около 3 миллионов лет назад. В последующие десятилетия новые исследования подтвердили эту временную шкалу.

Традиционное датирование GABI также подтверждает эту оценку. Ученые использовали в основном данные об окаменелостях животных, чтобы установить время GABI. Как поясняют ученые, такие окаменелости лучше всего датировать по их расположению в слоях горных пород.

Ученые также связали закрытие перешейка со временем древнего глобального похолодания. Исследователи заметили, что формирование ледяного щита и связанное с ним охлаждение совпали с тем временем, когда, как считалось, образовался перешеек (судя по ископаемым свидетельствам), говорится в обзоре 2008 года. Поэтому они предположили, что это охлаждение было связано с изменениями токов, вызванными перешейком. Например, некоторые исследователи заявили, что Гольфстрим, перенося больше влаги в Арктику, привел к образованию дополнительного морского льда, который будет отражать больше солнечного света и вызывать охлаждение, согласно данным Океанографического института Вудс-Хоул.

Еще одно исследование показало, что кристаллы, называемые цирконами, путешествовали по рекам от современной Панамы до Колумбии 15–13 миллионов лет назад, обнаружив связь с сушей. Впоследствии при изучении свидетельств окаменелостей и ДНК были обнаружены «значительные волны» наземных организмов, пересекающих континенты 20 и 6 миллионов лет назад.

А через некоторое время было обнаружено смешение генов поверхностных вод и морских животных по обе стороны перешейка примерно до 3 миллионов лет назад. Кроме того, примерно в этот момент он приурочил массовые миграции наземных млекопитающих GABI.

Однако более поздние исследования продолжали бросать вызов стандартной модели. Так, в частности, в исследовании 2018 года были приведены доводы в пользу более широкой временной шкалы GABI, которые ставят под сомнение связь между закрытием перешейка примерно 3 миллиона лет назад и термохалинной циркуляцией. Некоторые недавние геологические находки, по мнению ученых, подтверждают более старую связь.

Важно отметить, что более раннее закрытие перешейка может иметь серьезные последствия для различных областей. Это предполагает, что ученым нужно новое объяснение глобального похолодания 3 миллиона лет назад. Это также побудило некоторых биологов пересмотреть «молекулярные часы», используемые для оценки временных рамок эволюции и часто откалиброванные по рождению перешейка.