Жизнь в древних океанах стала возможной благодаря эрозии с суши

Обнаружение окаменелостей организмов в океане возрастом более 3 миллиардов лет создаёт парадокс: этим организмам, включая одноклеточные бактерии, требовался стабильный приток фосфора. По словам Аарона Саткоски из Университета Висконсин-Мэдисон, объяснить наличие этого фосфора практически невозможно, если он не поступал в океан в результате эрозии континентов. Это затрудняет объяснение найденных древних ископаемых.

Новое исследование, первым автором которого является Саткоски, бросает вызов традиционным представлениям о ранней Земле как о планете-океане с небольшим количеством суши или вовсе без неё. Ранее считалось, что континентальная масса была незначительной, а её выветривание почти не влияло на химию океана, но данных, подтверждающих это для периода старше 3 миллиардов лет, почти не было.

Чтобы оценить влияние континентального выветривания и гидротермальных потоков на химию океана 3,26 миллиарда лет назад, профессор Кларк Джонсон и Саткоски проанализировали образцы барита из Южной Африки. Сравнив изотопы стронция в двух формах породы — зернистой (образовавшейся в толще воды) и пластинчатой (сформировавшейся на дне), — учёные выявили небольшую, но значимую разницу в соотношении изотопов. Это доказывает, что зернистый барит образовался из материала, эродированного с континентов.

Отчёт, опубликованный в Earth and Planetary Science Letters, отодвигает первую твёрдую дату масштабной континентальной эрозии на 400 миллионов лет в прошлое. По оценке Джонсона, руководителя Института астробиологии NASA в Университете Висконсина, площадь суши в тот период могла составлять до двух третей от площади современных континентов, тогда как некоторые ранние модели предполагали её полное отсутствие.

Это открытие согласуется с данными по магматическим породам, указывающими на формирование в тот период жёсткой литосферы, способной поддерживать горные пояса, подверженные эрозии. Результаты также коррелируют с климатическими данными: интенсивное выветривание могло быть следствием высокого уровня CO₂ в атмосфере, который создавал парниковый эффект и кислотные дожди, ускоряющие химическое выветривание. Наличие континентов, в свою очередь, свидетельствует, что к тому времени уже начались движения тектонических плит.