На 100 млн лет раньше. Первый кислород на Земле появился благодаря вулканам

На Земле впервые появился кислород в больших количествах около 2,4 млрд лет назад во время так называемой Кислородной катастрофы. Предполагается, что причиной этому послужил всплеск живых организмов, способных к фотосинтезу, пишет Big Think.

Но еще в 2007 году исследователи нашли признаки более раннего появления кислорода на планете. Это был короткий период за 50-100 млн лет до Кислородной катастрофы, свидетельства которого были найдены в сланцевой формации Маунт МакРэй в Западной Австралии.

Тогда ученые предположили, что такой выброс появился в результате временного сокращения физических и химических процессов на планете. Но автор нового исследования, геолог из Вашингтонского Университета Роджер Бьюик считает, что дела обстояли иначе.

"Результаты нашего исследования показывают, что кратковременные выбросы кислорода происходили из-за увеличения его производства на Земле, а не из-за сокращения геологических процессов", – говорит Бьюик.

Кислород на планете производили микробы, питающиеся фосфором, попадающим в воду из вулканических и лавовых полей.

"Существуют и другие питательные вещества, которые могут подпитывать биологическую активность в краткосрочной перспективе, но фосфор является наиболее важным в долгосрочной перспективе", – отмечает ведущий автор исследования Яна Мейкснерова.

На данный момент на Земле много фосфора, но в докембрийскую эпоху его единственным источником были вулканы. Поэтому на заре времен вулканы давали жизни необходимый фосфорный толчок. Это один из тех случаев, когда геологические процессы напрямую влияют на биологические, говорят ученые.

Ртуть в камнях

Ученые искали в сланцах Маунт МакРэй изотопы ртути. Дело в том, что во время извержения вулканы выбрасывают ртуть высоко в атмосферу, после чего она оседает на землю в течение года или двух.

"В породах мы действительно обнаружили ртуть, которая указывает на извержение вулканов. Во время архея свежая базальтовая порода медленно растворялась, высвобождая фосфор, который попадал в реки. Это могло подпитать микробы, которые жили на мелководье в прибрежных зонах. Произошел всплеск биологической продуктивности, а затем выброс кислорода, который является побочным продуктом жизнедеятельности микробов", – объясняет Мейкснерова.

Ученые не могут точно узнать, где извергались вулканы, но они предполагают, что это происходило в Индии и Канаде, там находятся лавовые поля соответствующего геологического возраста.

Исследование интересно не только в свете истории Земли. Работа может дать подсказки для изучения экзопланет. Например, если вулканизм – процесс, который помогает развитию жизни, то это может сработать и в другом месте галактики. Отмечается, что данное исследование было профинансировано NASA.