Образец из миллиарднолетнего озёрного отложения проливает свет на древнюю биосферу Земли

Образец древнего кислорода, извлечённый из 1,4-миллиарднолетнего эвапоритового озёрного отложения в Онтарио, предоставляет новые свидетельства о составе атмосферы и биосферы Земли в период, предшествовавший появлению животной жизни.

Результаты, опубликованные в журнале Nature, представляют собой самое древнее измерение изотопов атмосферного кислорода — почти на миллиард лет старше предыдущих данных. Они подтверждают более ранние исследования, предполагающие, что уровень кислорода в воздухе в этот период истории Земли составлял лишь малую долю от современного из-за гораздо менее продуктивной биосферы.

Исследование даёт древнейшую на сегодня оценку того, что геологи называют «первичной продукцией» — процессом, в ходе которого микроорганизмы в основании пищевой цепи (водоросли, цианобактерии и т.д.) производят органическое вещество из углекислого газа и выделяют кислород в воздух.

«Это исследование показывает, что первичная продукция 1,4 миллиарда лет назад была значительно ниже, чем сегодня, — говорит старший соавтор Босуэлл Уинг. — Это означает, что глобальная биосфера должна была быть меньше и, вероятно, просто не производила достаточно пищи — органического углерода — для поддержания большого количества сложной макроскопической жизни».

Полученные данные также проливают новый свет на отрезок земной истории, известный как «скучный миллиард», из-за кажущегося отсутствия в нём значительных биологических или экологических изменений. «Низкая первичная продуктивность в середине протерозойской эры (примерно от 2 млрд до 800 млн лет назад) давно подразумевалась, но не было получено точных данных, чтобы дать этому твёрдое подтверждение, — отмечает соавтор исследования Гален Халверсон. — Данные Крокфорда предоставляют прямое доказательство того, что этот "скучный" углеродный цикл был обусловлен низкой первичной продуктивностью».

Результаты также могут помочь в поиске жизни за пределами нашей Солнечной системы. «Понимание сред, которые формируют микробы, не только информирует нас о нашем собственном прошлом, но и даёт подсказки о том, что мы можем найти, обнаружив обитаемую экзопланету», — говорит Питер Крокфорд, ведущий автор исследования.