Объяснено насыщение древней Земли кислородом

Nature: древняя Земля насытилась кислородом благодаря сульфатам

Фото: Miguel A Amutio / Unsplash

Ученые Университета Западной Австралии предложили объяснение возникновения богатой кислородом атмосферы Земли и эволюции жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Первое крупное событие, повлиявшее на эволюции животных, произошло в эдиакарский период между 570 и 550 миллионами лет назад и, как считается, представляет собой массивный выброс углекислого газа и кислорода в атмосферу и океаны в результате увеличения содержания фосфора в морской воде. Чтобы подтвердить эту гипотезу, ученые отследили содержание фосфора в океанических отложениях в Австралии, Китае, Мексике и США.

Фосфор считается основным питательным веществом, который ограничивает продуктивность морской среды в геологических временных масштабах. Растворенный в морской воде фосфор усиливает фотосинтез, в результате которого происходит выработка кислорода. Это предотвращает глобальную аноксию океана, а также снабжает кислородом эукариотические формы жизни, позволяя им эволюционировать в течение миллионов лет.

Однако оказалось, что повышение уровня фосфора в океане не может объяснить рост содержания кислорода в атмосфере. Во времена глобальной оксигенации океана уровень фосфора повышался отдельными импульсами. Это может быть объяснено выделением углекислого газа и фосфора в результате окисления морских органических веществ, главным образом сульфатов, с дальнейшим выделением фосфора в результате выветривания на суше, вызванного углекислым газом.

Результат указывает на то, что в насыщении кислородом океанов на Земле сыграли роль внешние стимулы, такие как сульфатное выветривание, а не только внутренний цикл фосфора и кислорода в океане. В свою очередь, это может помочь объяснить длительное повышение уровня кислорода в атмосфере.