Фотосинтез ні до чого. Вчені з'ясували, що насправді спричинило зростання кисню на ранній Землі

Відомо, що протягом перших 2 мільярдів років життя нашої планети в атмосфері Землі майже не було вільного кисню. А проміжок часу між 2,4 мільярда й 400 мільйонами років тому є важливим розділом у розвитку життя на нашій планеті, пише Forbes.

Дослідники вивчили смугасті утворення залізняку, датовані цим періодом, і виявили, що саме в цей момент рівень кисню швидко підвищився, поки зрештою не досяг того рівня, який ми спостерігаємо сьогодні. Зазначимо, що смугасті утворення залізняку є скам'янілими мікробними матами, які в основному складаються з кремнезему й оксидів заліза та зберігають у собі історію важливого розділу життя Землі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

До цього моменту вчені стверджували, що рівень кисню підвищився в результаті фотосинтезу перших мікроорганізмів, які виробляли кисень як побічний продукт, а потім він потрапляв в атмосферу Землі.

Однак нове дослідження групи вчених із Університету Лідса тепер пропонує думку, що ця теорія насправді не може пояснити те, що сталося насправді. Вивчення смугастих утворень залізняку показує, що кисень зовсім не накопичувався поступово, швидше, це відбувалося сплесками, які називаються подіями окислення.

Учені стверджують, що в момент загибелі мікроорганізмів вони були поглинені іншими формами життя, а отже, кисень мав би поглинатися з атмосфери. У результаті атмосферний кисень мав би залишатися стабільним на низьких рівнях, але історія показує, що все відбувалося інакше.

Дослідники запевняють, що для стрибка кисню в атмосфері процес розпаду мав бути сповільненим або навіть зовсім зупиненим. Імовірно, це сталося завдяки збереженню мінерально-органічного вуглецю. Простими словами, коли мінерали в океанах, особливо частки заліза, пов'язувалися з мертвими організмами та перешкоджали їх розпаду й розкладу.

За словами провідної авторки дослідження, професорки біогеохімії Керолайн Пікок, ученим давно відомо, що мінеральні частинки здатні зв'язуватися з мертвими рослинами та водоростями, роблячи їх менш сприйнятливими до розпаду. Проте раніше вчені ніколи не перевіряли, як це могло б позначитися на обсязі атмосферного кисню. Тому вони з колегами розпочали перевірку своєї теорії.

Учені вивчили період, коли формувалися перші континенти Землі, що призвело до збільшення масиву суші, з якого мінерали, зокрема й частинки заліза, могли бути змиті вітром в океан, наприклад.

Відомо, що перші масиви суші були сформовані Землі близько 3 мільярдів років тому, коли фрагменти примітивної континентальної кори згрупувалися, утворивши перші континенти. Наступні 500 мільйонів років вулканічна активність додала тектоніку суші та плит, зіштовхнувши дрібні континенти в перший суперконтинент.

У ході дослідження вчені виявили, що формування першого суперконтиненту під назвою Ур насправді збігається з першим сплеском рівня атмосферного кисню, який стався близько 2,5 мільярда років тому.

Провідний автор дослідження доктор Мінг'ю Чжао зазначає, що збільшення мінеральних частинок в океанах мало б знизити швидкість розкладання водоростей, а значить істотно вплинув на зростання кількості кисню в атмосфері Землі, і для цього є незаперечні докази.

Дослідники також виявили, що дрібніші сплески рівнів кисню пов'язані з утворенням пізніших суперконтинентів, таких як Колумбія, Родіні та Пангея.

Пікок сподівається, що результати їхньої з колегами роботи дадуть ширше розуміння умов, необхідних для розвитку складного життя на інших планетах. Щонайменше, тепер дослідники знають, що наявність води — лише частина пазла, але цього недостатньо. Важливою частиною також є суха земля, яка може бути джерелом мінеральних частинок, які зрештою опиняться в океанах.

Раніше Фокус писав про те, що Земля народжує новий океан: учені вважають, що він розділить Африку на дві частини.