Кислородные оазисы древней Земли
Если бы вы случайно перенеслись в прошлое, в промежуток между 2,5 и 4 млрд лет назад, то оказались бы в настоящем аду. В ту эпоху едва ли можно было пройти пешком по Земле без риска искупаться в лаве, да и воздух состоял из опасных газов, а не дружелюбного к нам кислорода. Столь экстремальные условия противоречат появлению даже зачатков жизни, но исследователи нашли доказательство того, что первые бактерии с неистовым упорством осваивали просторы Земли несмотря ни на что.
Ученый Бенджамин Эйкман с группой исследователей из Йоханнесбургского университета выдвинул гипотезу о существовании кислородных оазисов на территории Земли, где бактерии впервые научились процессу фотосинтеза.
Озарение пришло к Эйкману, когда он изучал минерал под названием пирит, найденный у побережья ЮАР, в том месте, где по предположениям геологов находилась зон древнего приливного бассейна. К слову сказать, за пиритом давно закрепилось название - "золото дураков". Блеск и похожий цвет этого сульфида железа во времена Золотой лихорадки вводил многих золотоискателей в заблуждение, отчего его бесполезная на тот момент добыча выросла в разы.
Сравнение изотопов железа и серы, из которых состоит минерал, показало присутствие кислорода в мелководных местах океана вблизи Африки, несмотря на то, что в общей атмосфере планеты кислород как таковой отсутствовал. Гораздо позже, примерно 2,5 млрд лет назад, произошло то ли глобальное извержение вулканов, то ли падение астероида, в результате чего начался процесс "Великого Окисления", итогом которого стало появление свободного кислорода , а в воздухе преобладающими химическими реакциями вместо восстановительных стали окислительные. Глобальные изменения привели к тому, что многие анаэробные бактерии из-за нежелания "кушать" свободный кислород уступили место своим "коллегам" - аэробным. Биосфера буквально "вывернулась наизнанку".
В дальнейшем молекулы кислорода заполнили весь свободный объем атмосферы, сформировали озоновый слой и позволили появиться существам со значительно выгодным с энергетической точки зрения дыханием - кислородным.
Ученые правы в том, что зачатки фотосинтеза уже должны были существовать в определенных "карманах" или "оазисах", где первобытные бактерии накапливали первый кислород, который уже после планетарной катастрофы перешел в естественное состояние, заполнив атмосферу. Просто потому, что сам по себе прилет астероида или другое глобальное событие изменили лишь порядок химических реакций, но вряд ли были способны зародить фотосинтез.
Исследователи часто используют изотопы, чтобы узнать больше информации о происхождении Земли. В данном случае изотопы пирита ясно показали присутствие кислорода на океанических отмелях. Работа ученых еще только начало, основа для более важных открытий, если дальнейшие исследования минерала будут завершены, то возможно окажется, что первые, выделяющие кислород цианобактерии могли появиться и раньше.