Древняя химия океана: Влияние биологического производства кислорода за 100 миллионов лет до его накопления в атмосфере

Ученые подтвердили, что производство кислорода в океанах Земли началось как минимум за 100 миллионов лет до Великого оксигенационного события (GOE), произошедшего около 2,4 миллиарда лет назад. Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде, проанализировав черные сланцы возрастом 2,5 миллиарда лет из Западной Австралии, обнаружили, что даже крайне низкие концентрации кислорода могли кардинально влиять на химию древнего океана.

Ключевое открытие заключается в том, что эпизоды накопления сероводорода (H₂S) в бескислородных глубинах океана происходили почти за 100 миллионов лет до GOE. Это на 700 миллионов лет раньше, чем предсказывали предыдущие модели, согласно которым ранний океан более половины истории Земли содержал большое количество растворенного железа в отсутствие кислорода. Наличие сероводорода является «отпечатком» фотосинтетического производства кислорода 2,5 миллиарда лет назад, даже когда его уровень в атмосфере составлял менее 1/100 000 от современного.

«Наши данные указывают на то, что кислородный фотосинтез начался задолго до того, как концентрации кислорода в атмосфере достигли даже малой доли современных значений, — говорит ведущий автор Крис Рейнхард. — Это говорит о том, что реакции, потребляющие кислород, компенсировали большую часть его производства». Исследователи полагают, что присутствие малых количеств кислорода могло стимулировать раннюю эволюцию эукариот — организмов с клеточным ядром — за миллионы лет до GOE.

Результаты также важны для поиска жизни на экзопланетах. Они показывают, что биологическое производство кислорода является необходимым, но недостаточным условием для эволюции сложной жизни. Отсутствие обнаруживаемых спектроскопией следов кислорода в атмосфере другой планеты не обязательно означает отсутствие его биологического производства.