Древняя тайна: как скалы хранят историю о первом дыхании Земли

Атмосфера Земли не всегда была такой, как сегодня. Кислород, который так важен для нас, не все время оставался в одной и той же концентрации. На самом деле на протяжении большей части первой половины земной истории атмосфера нашей планеты могла иметь гораздо больше общего с ядовитой дымкой Венеры, где практически не было обнаружено следов кислорода.

Все резко изменилось около 2,3 миллиарда лет назад. Ученые считают, что микроорганизмы, называемые цианобактериями, с помощью фотосинтеза начали вырабатывать достаточное количество кислорода, тем самым изменяя климатические условия Земли. Назвали это Великим событием оксигенации. По словам геобиолога Сары Слоцник, это был огромный климатический и экологический сдвиг в истории Земли. Но оставался вопрос: как это все развивалось? И теперь, найдя подсказки в древних горных породах, исследование Слоцник и ее коллег перевернуло с ног на голову некоторые из предыдущих предположений ученых о природе великого события. Исследователи предполагали, что ему предшествовало несколько «дуновений» раннего кислорода, но это новое исследование показывает, что оксигенация произошла одномоментно.

Мы также рассказывали о древней скале, которая имеет форму улитки.

Ответ можно найти, изучая старые породы. Для ученых, стоящих за этим открытием, подходящим местом для исследования стал регион Пилбара на севере Западной Австралии. Его породы могут хранить самые старые известные свидетельства жизни на Земле — крошечные окаменелости возрастом 3,5 миллиарда лет. Еще в 2004 году при поддержке NASA был вырезан цилиндр, известный как буровой керн, из сланца Маунт Мак-Рей Шейл — хорошо сохранившегося участка Пилбара.

После того, как он был извлечен из земли, ученые прочесали его вдоль и поперек, чтобы увидеть породу в разные периоды истории. В 2007 году ученые, изучавшие серу, молибден и рений, объявили, что нашли доказательства присутствия кислорода в этом образце — задолго до оксигенации. Это указывало на то, что, возможно, ей предшествовали «дуновения», которые произошли более 50 миллионов лет назад. Но за последние полтора десятилетия тот же самый буровой керн стал предметом обсуждения, и многие ученые начали сомневаться в «дуновениях».

Чтобы внести ясность, Слоцник и ее коллеги решили взять свой собственный образец из этого керна и провести ряд тестов с помощью синхротрона — очень яркого источника света. То, что они нашли, бросило вызов теории «дуновения». Ученые считают, что изучение древних скал — ключ к разгадке тайны оксигенации. Например, молибден, который имел решающее значение для создания идеи «дуновения», на самом деле появился из вулканов.

О том, действительно ли вулканы спровоцировали кислородную революцию, мы писали здесь.