Глины способствовали захоронению органического углерода и оксигенации атмосферы в раннем палеозое, показывают данные
В исследовании, опубликованном в Science Advances, ученые использовали новые данные по изотопам лития (δ⁷Li), чтобы показать, что вынос континентальных глин способствовал захоронению органического углерода и, как следствие, оксигенации атмосферы в кембрийский период.
Появление и распространение ранних животных с позднего неопротерозоя до раннего палеозоя (~600–500 млн лет назад) традиционно связывают со значительным повышением уровня кислорода в океане. Однако геохимические трассеры и численные модели указывают, что уровни кислорода в атмосфере и океане в тот период были значительно ниже современных, а окислительно-восстановительные условия в морской среде сильно варьировались. Роль таких факторов, как защита органического вещества минералами («минеральный углеродный насос»), для этой эпохи изучена недостаточно.
Профессор Вэй Гуанъи из Нанкинского университета и профессор Чжао Минъюй из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGGCAS) с коллегами использовали δ⁷Li в морских терригенных осадках (например, аргиллитах), чтобы отследить долю континентальных глин, сохранившихся в шельфовых отложениях. В процессе химического выветривания изотопно легкий литий предпочтительно поглощается вторичными силикатными минералами (глинами), что приводит к более низким значениям δ⁷Li. Авторские морские глины, образующиеся в результате обратного выветривания, обычно демонстрируют более высокие значения δ⁷Li из-за лития морской воды.
Исследователи собрали около 600 образцов аргиллитов, охватывающих период от позднего неопротерозоя до среднего кембрия (660–500 млн лет назад), и проанализировали состав изотопов лития и соотношение калия к алюминию (K/Al). Значительное снижение значений δ⁷Li и K/Al в морских аргиллитах после раннего кембрия (525 млн лет назад) указывает на усиление континентального силикатного выветривания и сохранение глинистых минералов в морских осадках.
Сопоставление новой базы данных δ⁷Li с содержанием фосфора (P), общего органического углерода (TOC) и урана (U) в морских терригенных осадках показало, что синхронное снижение δ⁷Li и рост P, TOC и U служат убедительным доказательством связи между формированием континентальных глин, морскими резервуарами фосфора, потоком захоронения органического углерода и уровнями оксигенации океана. Результаты глобальной биогеохимической модели показывают, что увеличение притока континентальных глин в морские осадки привело к повышению уровня кислорода в атмосфере и глубоководных зонах океана, особенно в условиях изначально низкого содержания атмосферного кислорода.