'Фабрика удобрений' на морском дне помогла вдохнуть жизнь в Землю

Ученые выявили новый элемент рецепта сложной жизни на планетах, связанный с запуском микробной "фабрики удобрений" на морском дне Земли примерно 2,6 миллиарда лет назад. Первый крупный подъем уровня кислорода произошел в период 2,4–2,2 млрд лет назад на раннем этапе Великого кислородного события.

Международная команда под руководством Университета Лидса применила новую методику для измерения цикла фосфора между океаном и морским дном по породам возрастом 2,6 млрд лет из Южной Африки. Лабораторные измерения показали, что этот процесс рециркуляции фосфора обратно в морскую воду подпитывал фотосинтезирующие бактерии, что увеличило уровень кислорода.

Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, пришло к выводу, что установление этой "фабрики удобрений на морском дне" стало предпосылкой для роста уровня кислорода на Земле и может быть важным фактором для возможности поддержания сложной жизни на других планетах.

"Ключевой частью этого рецепта является доступность сульфата, поскольку он — важный компонент процесса рециркуляции. Таким образом, обилие серы также может быть важным требованием для оксигенированного мира", — отмечает старший автор работы профессор Саймон Полтон.

Исследования показывают, что кислород начал производиться цианобактериями за несколько сотен миллионов лет до Великого кислородного события. "Это первоначальное производство кислорода привело к увеличению содержания сульфата в морской воде и запустило процесс рециркуляции, позволив темпам производства кислорода возрасти достаточно, чтобы оксигенировать атмосферу", — поясняет соавтор работы доктор Андрей Беккер.

"Существует опасение, что этот же процесс рециркуляции фосфора способствовал опасным событиям океанической аноксии — потому что, хотя он и насыщает кислородом атмосферу, он фактически удаляет кислород из океана при разложении фотосинтезирующих микробов. Сейчас он начинает действовать как часть изменения климата. Из-за сочетания роста температур и увеличения использования фосфора в качестве сельскохозяйственного удобрения уровень кислорода в океане снижается", — говорит соавтор доктор Бенджамин Миллс.