Дослідники з’ясували, як Земля зберегла кисень на зорі часів.
Вчені з Каліфорнійського університету в Ріверсайді знайшли пояснення того, як кисень зміг надовго закріпитися в атмосфері Землі понад 2 млрд років тому. Виявилося, що важливу роль у цьому відіграв фосфор – елемент, необхідний для життя і такий, що входить до складу ДНК.
Як пише Earth, близько 2,3 млрд років тому відбулася Велика окислювальна подія, після якої кисень став постійною складовою атмосфери. Однак тривалий час залишалося невідомим, чому його концентрація не знизилася знову.
Дослідники вважають, що ключовим фактором стало зростання доступного фосфору в древніх океанах. Він стимулював розвиток живих організмів, завдяки чому більше органічного вуглецю поховалося в морських відкладах.
Коли вуглець опинявся похованим, він уже не міг вступати в реакцію з киснем і споживати його. У результаті в атмосфері залишалося більше кисню.
На вміст фосфору впливали й мікроорганізми. У міру зростання концентрації кисню в океанах збільшувалася кількість сульфатів. Мікроби використовували їх для переробки органічної речовини, вивільняючи фосфор назад у морську воду. Це підтримувало новий ріст життя та продовжувало цикл накопичення органічного вуглецю.
Щоб перевірити гіпотезу, вчені дослідили стародавні породи з Південної Африки за допомогою нового методу. Він дозволяє визначити, яка частина збереженого фосфору була доступною для стародавніх організмів, а яка виявилася хімічно пов’язаною з мінералами й фактично недоступною.
Дослідження також вказує, що рівень кисню після Великої окислювальної події міг значно коливатися. Це змінювало хімічний склад океанів і кругообіг поживних речовин протягом десятків мільйонів років.
Отримані дані можуть змінити уявлення про появу складного життя. Якщо кисню в стародавніх океанах було достатньо протягом тривалих періодів, одного лише його дефіциту може бути недостатньо для пояснення того, чому складні організми з’явилися так пізно.
Вчені відзначають і сучасний зв’язок. Потепління вже сприяє зниженню вмісту кисню в деяких районах океану. Якщо ця тенденція посилиться, доступність фосфору може зменшитися, що здатне вплинути на продуктивність морських екосистем.
Дослідження стародавньої Землі також допомагає шукати ознаки життя за межами нашої планети. Зв’язок між киснем, поживними речовинами та життям може стати орієнтиром під час вивчення океанічних світів Сонячної системи та далеких екзопланет.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що атмосферу Марса навчилися перетворювати на кисень.