Есть мнение, – это мнение коллектива исследователей из Китая и США, – что кислородная катастрофа, – событие при котором восстановительная атмосфера сменилась окислительной, и все дышавшие водородом организмы погибли, – произошла на Земле 2330 миллионов лет назад. Что больше, нежели указывавшийся другими исследователями срок 2316 миллионов лет назад. Но меньше общепринятой на данный момент даты 2450 миллионов лет назад. Все эти мнения необходимо привести, поскольку есть множество людей, у которых точные (здесь с точностью до 1 миллиона лет) датировки геологических событий вызывают сильную ненависть.
Что, кроме сроков, в определении которых наблюдаются разночтения, стоит знать о «кислородной катастрофе»? Первый интересный аспект заключается в том, что определить по отложениям момент появления в атмосфере Земли кислорода действительно можно достаточно точно. Поскольку в архее кислорода не было совсем. Таким образом, речь не о количественном, а о качественном изменении. Легко заметить, если некие химические реакции, ранее полностью отсутствовавшие, стали возможными.
Интересен же этот момент тем, что на Марсе – и даже на Венере, – при отсутствии доказанных, как минимум, признаков жизни на этих планетах, – кислород есть. На спутниках же Юпитера – Европе и Ганимеде, – атмосферы, пусть символической плотности, являются кислородными по преимуществу. Таким образом, абиогенный кислород, производящийся в результате разложения воды космическими излучениями, – не такая уж редкость. Его везде мало, но полное отсутствие кислорода отличало именно молодую Землю.
На Земле абиогенный, а затем и биогенный свободный кислород, поступление которого началось 2.7-2.8 миллиардов лет назад после изобретения бактериями оксигенного фотосинтеза, сразу расходовался, вступая в реакции с растворенными и газообразными веществами. С метаном и сероводородом главными образом. Оставшийся с этапа формирования планеты свободный водород уже в начале архея рассеялся, – аммиак к концу эона перешёл в азот, – но метана и сероводорода было ещё много.
Упоминается данный факт не даром. Запасы метана и сероводорода восполнялись поступлением из недр. Но важно, кем они расходовались. Занимавшиеся оксигенным синтезом и выбрасывавшие в атмосферу кислород организмы играли в изъятии метана не первую скрипку. В основном же, водород-содержащие газы потреблялись «водорододышащей» биосферой. Как альтернативный трудной для разложения воде источник водорода. В своих целях эти газы использовали и микроорганизмы, осуществлявшие хемосинтез.
...Если же, наконец, обратиться к сути дела, – если кто-то, как я, например, забыл в чём она заключается, то в заглавии можно увидеть вопрос, была ли кислородная катастрофа вообще, – накопление данных о молодой Земле, скорее, свидетельствует, что никакой катастрофы не было. Смена биосфер, – а речь всего-то лишь о превращении анаэробных бактерий и архей из большинства в меньшинство, – происходила на протяжении 500 миллионов лет. Что, собственно, и затрудняет определение сроков появления свободного кислорода.
Процесс был запущен возникновением дефицита легких газов, – дефицита, вызванного постепенным убыванием активности недр, возрастанием светимости Солнца (радиация разлагала аммиак, метан и сероводород в атмосфере) и жизнедеятельностью анаэробных микроорганизмов. Столкнувшись с данной проблемой, некоторые бактерии научились извлекать водород из воды.
В этот момент – предположительно 2.8 миллиарда лет назад – сразу и возникла окислительная среда. Сначала, в пределах бактериальных матов, осуществлявших фотосинтез по оксигенному сценарию цианей. За пределы оных кислород, конечно, проникал, но сразу расходовался в реакциях. Сами маты, тем не менее, росли, вытесняя колонии анаэробов, так как оксигенный синтез открывал микроорганизмам доступ к неисчерпаемым запасам водорода.
Затем, произошло выжигание биогенным кислородом лёгких газов (и прочих поддающихся окислению материалов) в воде, – а чуть позже и в атмосфере. Но превращение восстановительной атмосферы в окислительную не стало причиной массового вымирания анаэробных организмов. Уже в конце архея – 2.6 миллиарда лет назад – они составляли незначительное меньшинство.
Решение перейти на дыхание кислородом было принято бактериями сразу, как только они сами начали его выделять.