Изменение серной подписи меняет представления об атмосферном кислороде

Древние осадочные породы, которые когда-то находились на дне озера и океана, демонстрируют соотношения изотопов серы, отличные от тех, что обнаружены в других образцах того же времени. Это ставит под сомнение общепринятые представления о том, когда атмосфера Земли начала содержать кислород, согласно исследователям из США, Канады и Японии.

Считается, что до ~2.4 млрд лет назад в атмосфере было мало кислорода, а ключевым доказательством этого служит масс-независимое фракционирование изотопов серы в древних породах. Оно объясняется фотохимическими реакциями вулканического диоксида серы под УФ-излучением, невозможными при наличии озонового слоя, который образуется из кислорода. Однако, как сообщается в Nature, анализ кернов возрастом 2.76 млрд лет (озёрные отложения) и 2.92 млрд лет (морские сланцы) из кратона Пилбара (Австралия) показал только масс-зависимое фракционирование, характерное для современной кислородсодержащей атмосферы.

Это открытие предполагает, что уровень кислорода в архейской атмосфере мог сильно колебаться, создавая «эффект йо-йо», или что кислород присутствовал уже 3.8 млрд лет назад. Альтернативно, масс-независимое фракционирование могло возникать не в атмосфере, а в результате мощных вулканических извержений (как у Пинатубо) или реакций в осадках. Это требует пересмотра устоявшейся связи между аномальными изотопными сигнатурами серы и бескислородной атмосферой.