Новый индикатор для определения уровня кислорода в древних океанах

Международная группа исследователей с участием ученых из Института геологии и минералогии Кёльнского университета разработала новый метод для более точного определения уровня кислорода в океанах ранней Земли. Основой метода стало измерение изотопного состава вольфрама в современной морской воде. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Кислород критически важен для развития сложных форм жизни, но в океанах молодой Земли его почти не было. Существенный рост его концентрации начался лишь с эволюцией фотосинтезирующих бактерий. Новый метод, основанный на анализе изотопов вольфрама, позволит точнее отследить эту эволюцию во времени, что даст более четкое представление о развитии жизни на планете. В сотрудничестве с коллегами из ETH Zurich, университетов Берна и Тюбингена, а также Института морских исследований им. Лейбница в Варнемюнде (IOW) геологи проанализировали вольфрам как элемент-индикатор кислорода.

Команда взяла пробы воды на глубине более 400 метров в Балтийском море — как в богатых кислородом поверхностных слоях, так и в бедных кислородом глубинных. На границе этих слоев образуются оксидные минералы, которые предпочтительно связывают легкий изотоп вольфрама. В результате вольфрам, оставшийся в воде, становится относительно тяжелее. Поскольку для образования оксидов необходим кислород, его концентрация в океане коррелирует с изотопным составом вольфрама в морской воде. «Рост концентрации кислорода в океанах ранней Земли должен был приводить к усиленному образованию оксидных минералов и, следовательно, к обогащению морского вольфрама тяжелыми изотопами», — пояснил руководитель экспедиции доктор Флориан Курцвайль. Ученые планируют проверить, сохранилась ли эта закономерность в древних морских осадках, что позволит отследить историю кислорода в океанах по «изотопному отпечатку».