"Подписывайтесь на канал и лайкайте записи. Это поможет развитию, и статей будет больше! Благодарю "
Образец древнего кислорода, взятый из 1,4-миллиардного испарительного озера в Онтарио, дает новые доказательства того, что атмосфера Земли и биосфера были подобны во время перерыва, ведущего к появлению жизни животных.
Результаты опубликованные в журнале Nature, представляют собой старейшее измерение изотопов кислорода в атмосфере почти на миллиард лет. Результаты подтверждают предыдущие исследования, свидетельствующие о том, что уровни кислорода в воздухе за это время в истории Земли были крошечной долей того, что они сегодня представляют из-за гораздо менее производительной биосферы.
«Уже много десятилетий назад было высказано предположение, что состав атмосферы значительно изменился с того времени», - говорит Питер Крокфорд, который возглавил исследование в качестве аспиранта в Университете Макгилла. «Мы даем однозначные доказательства того, что атмосфера действительно намного отличается 1,4 миллиарда лет назад в сравнении с нашей».
В исследовании дается древнейшая оценка того, что ученые-геологи называют «первичной продукцией», в которой микроорганизмы в основе пищевой цепи - водоросли, цианобактерии и тому подобное - продуцируют органическое вещество из двуокиси углерода, водорода и кислорода образуя воздух.
Меньшая биосфера
«Это исследование показывает, что первичное производство 1,4 миллиарда лет назад было намного меньше, чем сейчас», - говорит старший соавтор Boswell Wing, который помог руководить работой Крокфорда в McGill. «Это означает, что размер глобальной биосферы был меньше и просто не приносил достаточного количества продуктов питания - органического углерода - для поддержки много сложной макроскопической жизни», - говорит Винг, ныне адъюнкт-профессор геологических наук Университета из Колорадо в Боулдере.
Чтобы получить эти выводы, Крокфорд объединился с коллегами из Йельского университета, Калифорнийского университета Риверсайд и Университета Лейкхеда в Тандер-Бей Онтарио, который собрал нетронутые образцы древних солей, известных как сульфаты, обнаруженные в северном осадочном породе на севере озера Верхнее. Крокфорд проложил образцы в Университет штата Луизиана, где он тесно сотрудничал с соавторами Хейминга Бао, Джастина Хейла и Юнбо Пэна, лаборатория которого является одним из немногих в мире, используя специальную технику масс-спектрометрии, способную исследовать такие материалы для нахождения редких изотоппов кислорода в сульфатах.
Работа также проливает новый свет на историю Земли, известной как «скучный миллиард», потому что это дало мало видимых биологических или экологических изменений.
«Приглушенная первичная продуктивность в эпоху середины протерозоя - примерно 2 миллиарда 800 миллионов лет назад - уже давно подразумевается, но никаких твердых данных не было получено, чтобы оказать сильную поддержку этой идее», - отмечает Гален Халверсон, соавтор книги исследователем и доцентом наук о Земле и планетарных наук в Макгилле. «Это оставило открытой возможность того, что было другое объяснение, почему средний протерозойский океан был настолько неинтересен, с точки зрения производства и осаждения органического углерода». Данные Крокфорда «дают прямые доказательства того, что этот скучный углеродный цикл был обусловлен низкой первичной продуктивностью».
Экзопланетные подсказки
Выводы также могут помочь информировать астрономов о жизни вне нашей собственной солнечной системы.
«На протяжении большей части истории Земли наша планета была заселена микробами, и, проецируя их в будущее, они будут управляющими планеты уже после того, как мы уйдем», - говорит Крокфорд, теперь - докторант из Принстонского университета и израильский институт науки Вейцмана , «Понимание среды, в которой они формируются, не только информирует нас о нашем собственном прошлом но и о том, как мы сюда попали, но также дает ключ к тому, что мы можем найти, если обнаружим живую экзопланету».