Низкий уровень кислорода в «среднем возрасте» Земли задержал эволюцию на два миллиарда лет

Низкий уровень атмосферного кислорода в протерозойскую эру сдерживал эволюцию в течение 2 миллиардов лет. Новое исследование учёных из Эксетерского университета объясняет, как кислород оставался на столь низком уровне.

Профессор Тим Лентон и доктор Стюарт Дейнс создали компьютерную модель, объясняющую, почему кислород стабилизировался на низком уровне и не поднимался выше, несмотря на его выработку ранним фотосинтезом. Это помогает понять, почему «великое кислородное событие» около 2,4 миллиарда лет назад не привело к современным концентрациям O₂. Модель показывает, что в течение двух миллиардов лет после этого события уровень кислорода составлял около 10% от нынешнего и не опускался ниже 1%.

Ключевым оказался механизм регуляции: органический материал в осадочных породах, выведенный на поверхность тектоникой плит, начал реагировать с атмосферным кислородом. Чем больше было кислорода, тем быстрее он расходовался на окисление этой органики, создавая баланс между производством и потреблением O₂. Этот «порочный круг» был разорван лишь с появлением наземных растений и удвоением глобального фотосинтеза, что позволило кислороду достичь современных уровней и открыло путь для выхода животных на сушу.

«Это был период замкнутого круга, — отмечает профессор Лентон. — Невозможно было развиться сложным формам жизни из-за нехватки кислорода, а кислорода не хватало, потому что не эволюционировали сложные растения. Более значительный рост атмосферного кислорода произошёл только с появлением наземной растительности».