Насыщение атмосферы нашей планеты кислородом происходило благодаря сине-зеленым водорослям, существовавших в неглубоких водоемах приблизительно 2,5 млрд. лет назад, как показывает новое исследование канадских и американских ученых.
Его концентрация существенно повысилась за следующие 100 млн. лет, пока достаточно не увеличилась, чтобы создать кислородсодержащую атмосферу приблизительно 2,4 млрд. лет назад – переход, широко известный, как Большая Кислородная катастрофа.
Начало окисления поверхности Земли представляло собой невероятно сложный процесс, характеризуемый разнообразным локальным появлением кислорода, пока не настал переломный момент. До сих пор ученые не могут сказать, была ли его концентрация 2,5 млрд. лет назад устойчивой или нет. Это новое исследование предоставляет намного больше фактов для ответа на этот вопрос.
Команда ученых представляет новые изотопные данные, показывая, что взрыв производства кислорода фотосинтезирующими цианобактериями резко увеличил его концентрацию в атмосфере Земли. Основные вопросы, которые задаются сегодня: именно появление фотосинтеза привело к появлению атмосферного кислорода? Переход к сегодняшнему миру происходил скачкооборазно? Как и почему на Земле появилась кислородсодержащая атмосфера – одна из самых глубоких загадок в понимании истории нашей планеты.
Новые данные поддерживают гипотезу, предложенную в 2007 году, когда в Западной Австралии нашли черные сланцы, осевшие на дне древнего океана, в которых присутствовали предварительные доказательства наличия кислорода в атмосфере. Эти черные сланцы образовались задолго до Большой Кислородной катастрофы и содержали высокие концентрации молибдена и рения.
Эти элементы найдены в наземных сульфидных минералах, которые особенно чувствительны к присутствию атмосферного кислорода. Как только эти минералы вступают в реакцию с ним, они попадают в реки и, в конечном счете, оседают на морском дне.
В новой работе исследователи проанализировали те же самые черные сланцы на предмет концентрации дополнительного элемента: осмия, который также присутствует в сульфидных минералах. Отношение двух изотопов – осмия 187 к 188 – может сказать, образовались ли сульфидные материалы благодаря подводным вулканам в глубоком океане или попали туда из материковой поверхности.
Как выяснилось, изотоп осмия, найденный в черных сланцах, сочетается с более высоким, континентальным значением, что говорит о присутствии кислорода в атмосфере до Кислородной катастрофы.
