Более 200 миллионов лет нестабильности: как Земля накапливала кислород

Таяние ледников и последующий круговорот фосфора могли сыграть важную роль в накоплении кислорода на Земле около 2,4 миллиарда лет назад. Такой механизм описали исследователи Калифорнийского университета в Риверсайде и Университета Лидса. Работа опубликована в Nature Communications.

Команда изучила породы Трансваальской супергруппы в Южной Африке. Ученые выясняли, какая часть сохранившегося в них фосфора могла быть доступна древним организмам. Для этого минералы из образцов растворяли по отдельности, разделяя содержащиеся в них формы элемента.

По предложенной модели, после отступления ледников вода переносила фосфор и соединения серы с суши в океан. Сульфаты поддерживали деятельность микробов, разлагавших органические остатки на морском дне. Этот процесс возвращал в воду фосфор из погибших клеток, обеспечивая питанием следующие поколения организмов.

Рост биологической продуктивности способствовал захоронению органического углерода в отложениях на дне океанов. Это важно для кислородного баланса: разложение органики обычно расходует кислород, а сохранение части углерода под морским дном позволяло кислороду накапливаться. Так возникала цепная реакция, в которой переработка питательных веществ поддерживала дальнейшую биологическую активность.

Однако механизм работал неравномерно. Когда сера выводилась из морской воды, доступность сульфатов снижалась. Микробы возвращали меньше фосфора, что ограничивало биологическую продуктивность и последующее захоронение углерода. Новые поступления питательных веществ после оледенений могли вновь усиливать этот цикл.

По выводам авторов, Великое событие оксигенации (процесс насыщения тканей кислородом) сопровождалось резкими колебаниями содержания кислорода в атмосфере и океане. Нестабильность сохранялась более 200 миллионов лет.

Еще больше новостей — у Пятого канала в мессенджере МАКС.