Китайские ученые обнаружили, что за последние два миллиарда лет атмосфера Земли пережила три крупных скачка увеличения содержания кислорода. Это позволило по-новому взглянуть на происхождение жизни.
Как сообщает информационное агентство «Синьхуа», исследование провели сотрудники Чэндуского политехнического университета и Нанкинского университета. Описание работы опубликовано в журнале Nature. В нём представлены данные о тройных изотопах кислорода в сульфатной соли, содержащейся в осадочных породах.
Профессор Института осадочной геологии Чэндуского политехнического университета Ли Чао объяснил, что содержание этих изотопов в различных природных системах претерпевало небольшие изменения из-за биогеохимических процессов. Измеряя эти различия - как отметил Ли, это похоже на считывание «отпечатков пальцев» Земли - ученые делали выводы о том, как менялась среда на поверхности нашей планеты.
Ученые обнаружили, что первый скачкообразный рост содержания кислорода произошел в палеопротерозойскую эру (2,4 - 2,1 миллиарда лет назад), второй - в неопротерозойскую эру (около одного миллиарда лет назад), а третий - в палеозойскую эру (около 440 миллионов лет назад).
Эти изменения указывают на то, что на протяжении двух миллиардов лет содержание кислорода на Земле постепенно повышалось с незначительных уровней. Около 410 миллионов лет назад оно приблизилось к современному состоянию.
При этом во время неопротерозоя резкие сдвиги в изотопах углерода, серы и кислорода показывают, что после увеличения содержания кислорода в атмосфере он начал насыщать океанские воды.
«Это свидетельствует о наличии интерактивной взаимосвязи между атмосферой и океанами на протяжении всего этого длительного процесса, предоставляя почву для решающего шага в ответе на фундаментальный вопрос о том, когда и как Земля стала пригодной для жизни», - отметил Ли Чао.
Около 2,5 миллиарда лет назад на Земле случилась так называемая кислородная катастрофа или кислородная революция. Её результатом стало появление в атмосферы планеты свободного кислорода. Поскольку подавляющая часть организмов того времени была анаэробной, неспособной существовать при значимых концентрациях кислорода, произошла глобальная смена сообществ: анаэробные сообщества сменились аэробными.
В дальнейшем наличие в атмосфере молекулярного кислорода привело к распространению более энергетически выгодного по сравнению с анаэробным кислородного дыхания. Кроме того, благодаря ему возник озоновый экран, существенно расширивший границы биосферы.
