На 100 млн років раніше. Перший кисень на Землі з'явився завдяки вулканам

На Землі вперше з'явився кисень у великих кількостях близько 2,4 млрд років тому під час так званої кисневої катастрофи. Передбачається, що причиною цього став сплеск живих організмів, здатних до фотосинтезу, пише Big Think.

Але ще у 2007 році дослідники знайшли ознаки більш ранньої появи кисню на планеті. Це був короткий період за 50-100 млн років до кисневої катастрофи, докази якого були знайдені в сланцевій формації Маунт Макрей у Західній Австралії.

Тоді вчені припустили, що такий викид з'явився в результаті тимчасового скорочення фізичних і хімічних процесів на планеті. Але автор нового дослідження, геолог з Вашингтонського Університету Роджер Бьюїк вважає, що справи йшли інакше.

"Результати нашого дослідження показують, що короткочасні викиди кисню відбувалися через збільшення його виробництва на Землі, а не через скорочення геологічних процесів", — говорить Бьюїк.

Кисень на планеті виробляли мікроби, які харчуються фосфором, що потрапляє у воду з вулканічних і лавових полів.

"Існують й інші поживні речовини, які можуть підживлювати біологічну активність у короткостроковій перспективі, але фосфор є найбільш важливим у довгостроковій перспективі", — зазначає провідний автор дослідження Яна Мейкснерова.

Наразі на Землі багато фосфору, але в докембрійську епоху його єдиним джерелом були вулкани. Тому на зорі часів вулкани давали життю необхідний фосфорний поштовх. Це один з тих випадків, коли геологічні процеси безпосередньо впливають на біологічні, кажуть учені.

Ртуть у каменях

Учені шукали в сланцях Маунт МакРей ізотопи ртуті. Справа в тому, що під час виверження вулкани викидають ртуть високо в атмосферу, після чого вона осідає на землю протягом року або двох.

"У породах ми дійсно виявили ртуть, яка вказує на виверження вулканів. Під час архею свіжа базальтова порода повільно розчинялася, вивільняючи фосфор, який потрапляв у річки. Це могло підживити мікроби, які жили на мілководді в прибережних зонах. Стався сплеск біологічної продуктивності, а потім викид кисню, який є побічним продуктом життєдіяльності бактерій", — пояснює Мейкснерова.

Учені не можуть точно дізнатися, де вивергалися вулкани, але вони припускають, що це відбувалося в Індії і Канаді, там розташовані лавові поля відповідного геологічного віку.

Дослідження цікаве не тільки у світлі історії Землі. Робота може дати підказки для вивчення екзопланет. Наприклад, якщо вулканізм — процес, який допомагає розвитку життя, то це може спрацювати і в іншому місці галактики. Зазначається, що це дослідження було профінансовано NASA.