Кислород в атмосфере появился раньше, чем считалось прежде

Результаты изучения архейских пород в Австралии, полученные двумя группами ученых, отодвинули время появления свободного кислорода на Земле на 50–100 миллионов назад. Изучив практически километровую последовательность осадочных пород из бассейна Хамерсли в Западной Австралии, учёные нашли следы присутствия маленького, но отлично заметного количества кислорода в атмосфере и океане 2,5 миллиарда лет назад. А вот до этого времени формирование изученных пород происходило в условиях бескислородной экологии.

Практически добрая половина тех 4,56 миллиарда лет, что существует Почва, прошли без свободного кислорода в её атмосфере. Газ был связан водородом в воде, кремнием в кремнеземе и другими элементами в разных минералах. После этого случилось «великое окисление воздуха» — резкий скачок содержания кислорода в воздухе до так называемой точки Пастера, в то время, когда его содержание достигло уровня 1% от нынешнего.

Как время, так и обстоятельства этого наиболее значимого в истории развития биосферы события до сих пор вызывают бессчётные споры исследователей. До сих пор самый достоверным периодом резкого увеличения содержания кислорода в воздухе вычисляли финиш архейского эона около 2,4 миллиарда лет тому назад. Не все специалисты соглашались с данной точкой зрения, то отодвигая данный предел до 2,7 миллиарда, то приближая до 2,2 миллиарда лет назад. Но, все «неканонические» оценки были основаны скорее на спорных моделях, чем на неоспоримых геологических свидетельствах.

Числа Пастера

критические для эволюции биосферы уровни содержания кислорода в воздухе Почвы. Различают дополнительное числа и основное Пастера; оба уровня достигнуты в архее.

Главное число Пастера — достижение содержания кислорода в воздухе в размере 1% от современного уровня, что стало причиной возможности происхождения аэробов. Дополнительное число Пастера — достижение содержания кислорода в воздухе в размере 10% от современного; момент формирования озоносферы, что разрешило организмам заселить мелководье, а после этого выйти на сушу.

Глоссарий

Помимо этого, неясно, по какой причине кислорода не было раньше. Уже в архее на Земле много находились бактерии. Что же, они просто не обучились ещё к тому времени создавать кислород либо он тут же связывался другими породами и вулканическими газами вместо того, дабы наполнять воздух?

Сейчас дата появления кислорода в воздухе смещена как минимум на 50 миллионов лет в прошлое от «великого окисления».

«Похоже, нам удалось зафиксировать временной отрезок до 2,4 миллиарда лет назад, за который вправду изменялось содержание кислорода», — говорит биогеохимик Ариэль Анбар из Университета штата Аризона. Анбар управлял одну из групп исследователей, результаты работы которых представлены в последнем номере издания Science. Он кроме этого есть соавтором второй работы того же номера, в которой учёные под управлением геолога Алана Кауфмана из Мэрилендского университета приходят к сходным выводам.

Исследователи изучали керн длиной 908 метров, полученный при бурении скважины в бассейне Хамерсли Западной Австралии. Они занимались насыщенными органикой карбонатными породами и глинистыми сланцами позднего архея, слагавшими верхние 200 метров керна. Несколько Анбара определяла следы рения, урана и молибдена — металлов, содержание которых в осадках зависит от количества кислорода в окружающей среде. Со своей стороны, Кауфман с сотрудниками создали способ, разрешающий связать трансформации окислительных условий в атмосфере и океане с изотопным составом серы в породах.

На базе анализа австралийского керна Кауфман заключил , что уже за 50–100 миллионов лет до общепринятой даты в воздухе показался кислород — в маленьком, но в полной мере заметном количестве. Но его способ новый, и для полной уверенности в справедливости этих результатов требовалось свободное подтверждение.

Такое подтверждение нашли его аспирант и Анбар Юнь Дуань — оказалось, что ровно одновременно с этим поменялось и содержание в породе редких металлов.

Согласно мнению ученых, это говорит о разрушении континентальных пород в условиях кислородной атмосферы и сносе продуктов выветривания, среди них и этих редких элементов, на мелководье.

К сожалению, на Земле мало число мест, где возможно взять подобную по возрасту последовательность неизменных пород. Сравнив собственные эти с данными исследований архейских пород Южной Африки, ученые установили, что появление заметного количества свободного кислорода имело глобальный темперамент и случилось как минимум за 50 миллионов лет перед тем, как содержание газа быстро увеличилось. Более того, в более ранних породах следов свободного кислорода нет.

Обстоятельства для того чтобы поведения до тех пор пока до конца не понятны. светло одно: несложная картина, в соответствии с которой в конце архея показались способные к фотосинтезу живые организмы, мгновенно (по геологическим меркам) насытившие воздух кислородом, испытывает недостаток в уточнении. Кто-то либо что-то начало медлено выделять вольный кислород ещё за 50 миллионов лет до «великого окисления» воздуха. Кто либо что — лишь предстоит узнать.

Случайное видео: