Неожиданность в провале озера Гурон: Повышение уровня кислорода на ранней Земле связано с изменением скорости вращения планеты
Международная исследовательская группа предполагает, что увеличение продолжительности дня на ранней Земле — вращение молодой планеты со временем постепенно замедлялось — могло повысить количество кислорода, выделяемого фотосинтезирующими цианобактериями, тем самым повлияв на время оксигенации Земли. К такому выводу ученых подтолкнуло изучение современных микробных сообществ в экстремальных условиях на дне подводного провала в озере Гурон, на глубине 80 футов (около 24 метров).
Это открытие указывает на ранее не рассматривавшуюся связь между историей насыщения Земли кислородом и скоростью её вращения. Хотя сейчас Земля совершает один оборот за 24 часа, в ранний период её истории продолжительность дня могла составлять всего 6 часов. Исследование показывает, что более длинный день увеличивает количество кислорода, выделяемого фотосинтезирующими микробными матами, что помогает объяснить ступенчатый характер оксигенации планеты.
«Наш анализ показывает, что скорость вращения Земли, то есть продолжительность дня, могла существенно влиять на характер и время оксигенации Земли», — заявил один из авторов исследования, профессор Грегори Дик из Мичиганского университета. Ключевым моментом является то, что более длинные дни продлевают период интенсивного освещения, позволяя цианобактериям производить больше кислорода.
Исследование, проведенное в провале Мидл-Айленд, где богатые серой и бедные кислородом условия аналогичны условиям мелководных морей ранней Земли, показало ежедневную «микробную гонку». Пурпурные кислородпродуцирующие цианобактерии конкурируют с белыми сероокисляющими бактериями, которые утром и вечером блокируют им доступ к свету. Моделирование, связывающее эти процессы с геологическими временными масштабами, подтвердило, что продолжительность дня действительно влияет на выделение кислорода.
Результаты работы, возглавляемой Джудит Клатт из Института морской микробиологии Макса Планка и Арджун Ченну из Центра тропических морских исследований Лейбница, опубликованы 2 августа в журнале Nature Geoscience. Полученные данные предлагают новое объяснение Великого окислительного события около 2,4 млрд лет назад и Неопротерозойского окислительного события почти 2 млрд лет спустя.