Древние камни из Южной Африки раскрыли ученым удивительную историю о том, как кислород преобразил нашу планету. Новое исследование, опубликованное в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), переносит начало «кислородной революции» на 100 миллионов лет раньше, чем считалось до сих пор.
Кислородная революция на Земле началась раньше, чем считалось: что это меняет
Новое исследование показало, что кислород в океанах Земли появился на 100 миллионов лет раньше, чем считала наука. Это открытие меняет представление об эволюции жизни на планете.
Unsplash
Открытие было сделано специалистами благодаря следам азотного цикла, сохранившихся в осадочных породах возрастом 2,2-2,5 миллиарда лет.
Представьте себе Землю без кислорода: мир, где царят микроорганизмы, для которых кислород – смертельный яд. Именно такой была наша планета миллиарды лет назад. Затем произошло Великое окислительное событие (GOE) – глобальная химическая революция, навсегда изменившая облик Земли и открывшая путь к появлению сложных форм жизни, включая человека. Ученые всегда стремились уточнить хронологию этого события, и вот теперь появились новые данные.
Команда исследователей из MIT и университета Сиракуз отправилась в Южную Африку, где на поверхность выходят породы как раз нужного возраста – от 2,2 до 2,5 миллиарда лет. Эти камни – настоящие капсулы времени, хранящие секреты древних океанов. Ученые измельчили образцы пород, провели химическую обработку и превратили их в газ, чтобы проанализировать соотношение изотопов азота.
Для этого они использовали уникальный прибор – масс-спектрометр изотопного отношения (IRMS) с модулем криоловушки и капиллярной фокусировки. Эта технология позволила получить сверхточные данные даже при невероятно низких концентрациях азота в образцах. И вот что они обнаружили: процессы, требующие присутствия нитратов (маркеров окисленной среды), начались раньше, чем мы думали – примерно на 100 миллионов лет.
Что это значит? Это значит, что древние океаны начали насыщаться кислородом гораздо раньше, чем предполагалось. И это меняет наше представление о GOE. Получается, что между появлением кислорода в океане и его накоплением в атмосфере прошел значительный период времени. Это был не резкий скачок, а постепенный, затяжной процесс адаптации жизни к новым условиям.
Так что древним микробам пришлось непросто. Им нужно было научиться работать с азотом в его новой, окисленной форме, которую, к тому же, было сложнее усваивать.
Это открытие еще раз свидетельствует, насколько сложным и многогранным был процесс насыщения Земли кислородом.
Каждый новый анализ, каждая новая технология, примененная к древним породам, приближает нас к полному пониманию одного из самых важных событий в истории нашей планеты.