Новое исследование объясняет, почему атмосфера Земли стала кислородной

Ученые из Университета Райса, Йельского университета и Токийского университета предложили новый ответ на давний вопрос о том, как атмосфера нашей планеты стала богатой кислородом. Согласно новой модели, объединяющей данные петрологии, геодинамики, вулканологии и геохимии, опубликованной на этой неделе в Nature Geoscience, обогащение атмосферы кислородом стало неизбежным следствием формирования континентов в присутствии жизни и тектоники плит.

Исследование имеет ключевое значение для понимания эволюции Земли и условий, сделавших возможной сложную жизнь. Модель объясняет два главных события оксигенации в истории планеты: Великое кислородное событие около 2 миллиардов лет назад и второй резкий подъем уровня O₂ примерно 600 миллионов лет назад, совпавший с кембрийским взрывом биоразнообразия. Работа пересматривает традиционные взгляды на глобальный углеродный цикл и его связь с геологическими процессами.

«Уровень кислорода можно сравнить с водой в протекающей ванне», — пояснил ведущий автор Син-Ти Ли. «Производство кислорода растениями и бактериями — это кран, а реакции с железом и серой в земной коре — слив. Первый подъем кислорода 2,5 млрд лет назад, вероятно, связан с изменением состава континентальной коры на более богатую кремнеземом, в которой меньше железа и серы. Это частично "заткнуло слив"». Второй подъем, по мнению авторов, был вызван увеличением «напока воды» — ростом производства кислорода из-за усиления вулканических выбросов CO₂, ключевого ингредиента для фотосинтеза, на фоне существования континентальных шельфов.