Новая картина химического состава древнего океана указывает на химически слоистую воду

Исследовательская группа под руководством биогеохимиков из Калифорнийского университета в Риверсайде разработала детальную трехмерную модель химического состава раннего океана Земли. Работая с образцами пород формации Доушаньтуо в Южном Китае, команда впервые показала, что химический состав океана в течение значительной части эдиакарского периода (635–551 млн лет назад) был гораздо сложнее, чем считалось ранее.

Модель демонстрирует стратифицированный (слоистый) морской бассейн. Поверхностный океан был богат кислородом, а глубоководный — ферругинным (бескислородным и богатым железом). Между ними существовал динамичный клиновидный слой сульфидных вод, насыщенных токсичным сероводородом (H₂S). Этот клин мог менять размер и вторгаться на континентальный шельф, убивая всю животную жизнь. Таким образом, в бассейне сосуществовали богатые кислородом, сульфидные и ферругинные водные слои.

Это открытие меняет представления об условиях, в которых эволюционировала ранняя животная жизнь. «Наша модель дает совершенно новый фон для самой ранней эволюции животной жизни на планете», — говорит ведущий автор Чао Ли. Токсичный сульфидный клин, наряду с недостатком кислорода, мог препятствовать заселению мелководья и влиять на эволюцию животных. Исследователи полагают, что изменения в распределении сероводорода могут объяснить фрагментарность эдиакарской летописи окаменелостей.

Исследование, опубликованное 11 февраля в Science Express, также объясняет, почему сульфидные воды могли сосуществовать с ферругинными. В раннем океане уровни растворенного сульфата (источника H₂S) и кислорода были особенно низкими по сравнению с современным океаном. Этому способствовали масштабные оледенения, которые, подобно «корке пирога», изолировали океан от атмосферы, сокращая поступление сульфата и способствуя накоплению железа в глубине.