Ученые Океанографического института Вудс-Хоул показали, что кислород начал проникать в океаны Земли почти сразу после его накопления в атмосфере. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, уточняет один из ключевых этапов в истории планеты — переход к условиям, при которых стала возможна сложная жизнь.
Великое кислородное событие началось около 2,4 млрд лет назад. Фотосинтезирующие микроорганизмы уже вырабатывали кислород, но долгое время он почти не задерживался в окружающей среде. Пока кислород не появился в океанах, эволюция оставалась ограниченной — в тот период почти вся жизнь существовала в воде.
Авторы работы изучили древние сланцы Трансваальской супергруппы в Южной Африке — уникально сохранившиеся породы, сформированные на мелководных морях и континентальных шельфах более 2,3 млрд лет назад. Эти отложения зафиксировали химические условия океана в момент их образования.
Главным маркером стал ванадий — микроэлемент, чувствительный к присутствию растворенного кислорода. Анализ его стабильных изотопов показал отчетливые изменения в составе океанской среды примерно 2,32−2,26 млрд лет назад. Это означает, что в поверхностных водах концентрация кислорода превысила около 10 микромолей на литр — всего несколько процентов от современного уровня, но резкий контраст по сравнению с почти полностью бескислородным океаном прошлого.
Кислород накапливался неравномерно. Сначала он появился в мелководных прибрежных зонах, тогда как глубины океана еще долго оставались фактически без него. Именно эти прибрежные моря стали первыми регионами, где организмы столкнулись с кислородом, научились его переносить и постепенно использовать для более эффективного получения энергии.
По геологическим меркам этот процесс оказался быстрым. Кислород проник в океаны вскоре после его устойчивого роста в атмосфере. Это уточняет сценарий эволюции жизни на Земле и важно для астробиологии. Если кислород обнаруживается в атмосфере далекой планеты, высока вероятность, что он присутствует и в ее океанах — а значит, условия там могут быть благоприятны не только для простой, но и для более сложной жизни.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что прибрежные воды морей становятся все более кислотными.
