Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде нашли объяснение тому, как кислород смог надолго закрепиться в атмосфере Земли более 2 млрд лет назад. Оказалось, что важную роль в этом сыграл фосфор — элемент, необходимый для жизни и входящий в состав ДНК.
Как пишет Earth, около 2,3 млрд лет назад произошло Великое событие окисления, после которого кислород стал постоянной составляющей атмосферы. Однако долгое время оставалось неизвестным, почему его концентрация не снизилась снова.
Исследователи считают, что ключевым фактором стал рост доступного фосфора в древних океанах. Он стимулировал развитие живых организмов, благодаря чему больше органического углерода было захоронено в морских отложениях.
Когда углерод оказывался захороненным, он уже не мог вступать в реакцию с кислородом и потреблять его. В результате в атмосфере оставалось больше кислорода.
На содержание фосфора влияли и микроорганизмы. По мере роста концентрации кислорода в океанах увеличивалось количество сульфатов. Микробы использовали их для переработки органического вещества, высвобождая фосфор обратно в морскую воду. Это поддерживало новый рост жизни и продолжало цикл накопления органического углерода.
Чтобы проверить гипотезу, ученые исследовали древние породы из Южной Африки с помощью нового метода. Он позволяет определить, какая часть сохраненного фосфора была доступна для древних организмов, а какая оказалась химически связанной с минералами и фактически недоступной.
Исследование также указывает, что уровень кислорода после Великого события окисления мог значительно колебаться. Это изменяло химический состав океанов и круговорот питательных веществ в течение десятков миллионов лет.
Полученные данные могут изменить представление о появлении сложной жизни. Если кислорода в древних океанах было достаточно в течение длительных периодов, одного лишь его дефицита может быть недостаточно для объяснения того, почему сложные организмы появились так поздно.
Ученые отмечают и современную связь. Потепление уже способствует снижению содержания кислорода в некоторых районах океана. Если эта тенденция усилится, доступность фосфора может уменьшиться, что способно повлиять на продуктивность морских экосистем.
Исследование древней Земли также помогает искать признаки жизни за пределами нашей планеты. Связь между кислородом, питательными веществами и жизнью может стать ориентиром при изучении океанических миров Солнечной системы и далеких экзопланет.
