Туманные оттенки жизни на ранней Земле
Новое исследование показало, что «качающаяся» атмосфера более 2,5 миллиардов лет назад предшествовала оксигенации нашей планеты и развитию сложной жизни. Работа, проведенная специалистами Университета Ньюкасла (Великобритания) и опубликованная в журнале Nature Geoscience, свидетельствует, что ранняя атмосфера Земли периодически переключалась из состояния, свободного от углеводородов, в состояние, богатое ими, подобное атмосфере спутника Сатурна Титана.
Это переключение между средой с «органической дымкой» и средой без дымки было результатом интенсивной микробной активности и оказало бы глубокое влияние на климат Земли. Как и в современных климатических моделях, эти данные дают представление о поверхностной среде планеты до её оксигенации.
«Наши геохимические анализы морских отложений того периода предоставляют первые доказательства существования такой атмосферы. Однако вместо свидетельств непрерывного «туманного» периода мы обнаружили, что сигнал включался и выключался в ответ на микробную активность», — объясняет ведущий автор работы доктор Обри Зеркле.
Ученые проанализировали геохимию морских отложений возрастом от 2,65 до 2,5 миллиардов лет из Южной Африки. Изотопы углерода и серы указывают, что, несмотря на локальное производство кислорода микробами в океанах, в атмосферу его попадало мало. Вместо этого атмосфера неоднократно переходила между двумя состояниями: с тонкой углеводородной дымкой и без неё. Моделирование древней атмосферы, проведенное коллегами из Института астробиологии NASA, показало, что переходы могли вызываться изменениями в скорости производства метана микробами.
Условия, позволявшие формироваться бистабильной органической дымке, окончательно прекратились, когда атмосфера стала кислородной примерно через 100 миллионов лет после формирования этих отложений. «Наиболее удивительно то, что наши данные указывают на дискретный характер атмосферных событий, переключающихся между стабильными состояниями. Это напоминает нам, насколько хрупким может быть баланс между состояниями», — отмечает соавтор работы доктор Джеймс Фаркухар.