Різке зростання кількості кисню в атмосфері Землі, який створив передумови для виникнення сучасних форм життя, стався не під час «кисневої революції», що трапилася 2,4 млрд років тому, а дещо пізніше.
Недавні дослідження датських учених показали, що кисень почав утворюватися в атмосфері Землі ще раніше, ніж вважалося до цього, – більше 3 млрд років тому. Проте його вміст в атмосфері залишався незначним аж до події, відомого як киснева катастрофа, або киснева революція. Таким терміном називають глобальну зміну складу атмосфери Землі, що сталося на самому початку протерозою (2,3-2,4 млрд років тому).
Результатом цієї події стала поява у складі атмосфери вільного кисню і зміна загального характеру атмосфери з окислювального на відновлюваний.
Як наслідок, після «кисневої катастрофи» відбулося формування озонового шару, різко зменшився парниковий ефект. Планета вступила в епоху гуронского заледеніння. Межі біосфери поступово розширювалися, розвивалися організми, що мали кисневе дихання.
Вчені називають різні причини «кисневої революції». Деякі вважають, що вона стала прямим наслідком еволюції ціанобактерій (бактерії, здатні до фотосинтезу, що супроводжується виділенням кисню), інші вважають, що причини підвищення вмісту кисню в атмосфері криються в зміні окисно-відновлювального балансу поверхні планети. Але в кожному разі киснева катастрофа супроводжувалася різким збільшенням кількості важких ізотопів вуглецю (відомо як Ломагунді-Ятулійска ізотопна подія).
На перший погляд причиною аномалії мало служити підвищення вмісту органічного вуглецю в осадових породах, однак масштаби Ломагунді-Ятулійскої ізотопної події були такі, що вчені пропонують іншу причину його походження. Вони вважають, що аномалія могла бути викликана посиленням окислювального вивітрювання, супроводжуваного збільшенням вмісту кисню в атмосфері, а також надходженням в океан великої кількості фосфору. Саме це і послужило поштовхом до накопичення органічного вуглецю, який, у свою чергу, дав поштовх до ще більшого виробництва кисню – «кисневої революції».
Вважається, що після «кисневої революції» кількість кисню тільки збільшувалася – незначне падіння відбулося тільки в останні 0,5 млн років, коли його обсяг в атмосфері 2 стабілізувався. Проте, вивчивши інші фактори (концентрація урану в сланцевій глині, кількість сульфатів в морській воді), дослідники припустили: вміст кисню в атмосфері знову впало після закінчення періоду Ломагунді-Ятулійскої аномалії.
Група вчених з Данії, Франції та Швейцарії під керівництвом Дональда Кенфілда (Університет Південної Данії) провела дослідження, спрямовані на з’ясування того, чи дійсно рівень кисню значно змінювався і після «кисневої революції». З результатами роботи можна ознайомитися в журналі PNAS.
Дональд Кенфілд вивчив відкладення гірських порід басейну Франсевійян, що знаходиться на території Республіки Габон. Площа басейну становить близько 35 тис. кв. км, товщина породи – від 1 до 2,5 км. Основні породи басейну – це піщаник, чорний сланець, алевроліт, строматоліти. Вчені брали зразки порід, що залягали на різній глибині, і піддавали їх всебічному геохімічному аналізу, щоб зрозуміти хімічний склад морської води під час і після Ломагунді-Ятулійскої аномалії.
Аналіз породи включав в себе визначення концентрації таких елементів, як залізо, марганець, сірка, алюміній, органічний вуглець, а також урану, молібдену, ванадію та інших.
Результати вивчення порід басейну Франсевійян показали: дійсно, після «кисневої революції» наша планета зазнала ще два періоди, під час яких кількість кисню в атмосфері значно падало й досягала концентрації ще нижчою, ніж до неї. Кожен з таких періодів тривав не більше 200 млн років.
На даний момент вчені не можуть пояснити причини цих явищ.
Натхнення: www.gazeta.ru