Кристаллы соли раскрыли секреты воздуха возрастом 1,4 миллиарда лет

Исследователи впервые провели прямой анализ образцов атмосферного воздуха возрастом 1,4 миллиарда лет. Газ был извлечен из микроскопических включений в кристаллах галита, сформировавшихся на дне древнего озера.

Микроскопическое изображение флюидных включений в кристаллах галита возрастом 1,4 миллиарда лет, в которых сохранились древние воздух и рассол

Источник: Джастин Парк/RPI

Группа ученых под руководством аспиранта Политехнического института Ренсселера (США) Джастина Парка и профессора Моргана Шаллера исследовала кристаллы каменной соли, найденные на севере Онтарио (Канада). Эти кристаллы образовались около 1,4 миллиарда лет назад при испарении субтропического озера. В процессе роста соли в ее микроскопических полостях оказались заперты капли рассола и крошечные пузырьки атмосферного воздуха того времени. Образцы оставались изолированными в осадочных породах на протяжении всего этого срока, что позволило сохранить древнюю атмосферу.

Основной задачей для ученых стало получение точных данных о составе газов. Сложность заключалась в том, что включения содержали и воздух, и рассол, а поведение газов в этих средах различается. Для решения проблемы была применена специально разработанная методика, позволившая скорректировать измерения. Результаты работы, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, предоставляют прямые данные о состоянии атмосферы в мезопротерозойскую эру.

Кристаллы галита, найденные на севере Онтарио, образовались более миллиарда лет назад, когда в субтропическом озере, похожем на Долину Смерти, испарилась вода под лучами солнца

Источник: Freepik

Анализ показал неожиданно высокое для того периода содержание кислорода, составлявшее около 3,7%. Для сравнения, современный уровень кислорода в атмосфере составляет около 21%. Одновременно с этим концентрация углекислого газа была приблизительно в десять раз выше нынешних показателей.

Полученные данные о повышенном содержании углекислого газа согласуются с представлениями о теплом климате той эпохи, который существовал несмотря на меньшую светимость молодого Солнца. Высокий уровень кислорода, теоретически достаточный для поддержания сложной животной жизни, ставит перед учеными новые вопросы. Согласно общепринятым представлениям, многоклеточные животные появились лишь сотни миллионов лет спустя. Исследователи предполагают, что изученный образец может отражать кратковременное повышение уровня кислорода в так называемый «скучный миллиард» — длительный период геологической стабильности. Это открытие помогает лучше понять эволюцию атмосферы и условия, которые в конечном счете привели к возникновению сложных форм жизни на Земле.

Ранее ученые впервые провели плазменный синтез соединений кобальта.