Что появилось первым: сложная жизнь или кислород?

Мы, как и животные не были бы здесь сегодня, если бы на нашей планете не было кислорода в атмосфере и океанах. Но насколько важны высокие уровни кислорода для перехода от простых одноклеточных форм жизни к сложным, которую мы видим сегодня?

Исследование, проведенное Калифорнийским университетом, геохимиками из Беркли, свидетельствует о том, что высокий уровень кислорода не имеет решающего значения для происхождения животных.

Исследователи обнаружили, что переход в мир с насыщенным кислородом глубоким океаном произошел между 540 и 420 миллионами лет назад. Они приписывают это увеличению атмосферного O2 до уровней, сопоставимых с 21 процентом кислорода в атмосфере сегодня.

Этот предполагаемый подъем приходился на сотни миллионов лет после возникновения животных, которые произошли между 700 и 800 миллионами лет назад.

Кислород сыграл ключевую роль в истории Земли не только из-за его важности для организмов, которые им дышат, но и из-за своей склонности к реакции с другими соединениями.

Однако отследить концентрацию кислорода в океане и атмосфере за 4,5 миллиарда лет Земли непросто. Большинство ученых полагают, в течение первых 2 миллиардов лет в атмосфере или океане присутствовало очень мало кислорода. Но около 2,5-2,3 миллиардов лет назад уровень кислорода в атмосфере увеличился. Геологические последствия этого очевидны: скалы на суше, подвергшиеся воздействию атмосферы, внезапно стали красными, поскольку железо в них реагирует с кислородом, образуя оксид железа – это похоже на то, как металл ржавеет.

Ученые подсчитали, что примерно в это же время уровень атмосферного кислорода превышал нынешний примерно в сто тысяч раз (0,001 процента), но оставался слишком низким для насыщения кислородом глубокого океана, который оставался в значительной степени бескислородным.

400 миллионов лет назад появляются месторождения ископаемых древесных углей, свидетельствующие о том, что уровень атмосферного O2 достаточно высок, чтобы поддерживать лесные пожары, которые требуют от 50 до 70 процентов современных уровней кислорода и насыщают кислородом глубокий океан. Как уровень атмосферного кислорода колебался от 2500 до 400 миллионов лет назад, менее определен и остается предметом дискуссий.

Когда уровень кислорода изменился во второй раз?

Столпер и Келлер надеялись определить ключевую веху в истории Земли: когда уровни кислорода стали достаточно высокими - от 10 до 50 процентов сегодняшнего уровня - для насыщения кислородом глубокого океана. Их подход основан на изучении состояния окисления железа в магматических породах, образованных подводными извержениями вулканов, которые производят «подушки» и массивные течения базальта, когда расплавленная горная порода вытесняется из океанических хребтов. Критически, после извержения, морская вода циркулирует через скалы.

«Наша идея состояла в том, чтобы изучить историю состояния окисления железа в этих базальтах и посмотреть, можем ли мы определить, когда железо начинает проявлять признаки окисления, и когда глубокий океан впервые начал содержать значительное количество растворенного О2», сказал Столпер. Для этого они составили более 1000 измерений состояния окисления железа из древних подводных базальтов.

базальтовое железо

Они обнаружили, что базальтовое железо значительно окисляется относительно магматических значений между примерно 540 и 420 млн лет назад, спустя сотни миллионов лет после возникновения животных. Они приписывают это изменение повышению уровня О2 в атмосфере до современных уровней. Этот вывод согласуется с некоторыми, но не всеми историями атмосферных и океанических концентраций O2.

«Эта работа показывает, что увеличение атмосферного O2 до уровней, достаточных для оксигенации глубокого океана и создания мира, подобного тому, что мы видим сегодня, не было необходимым для появления животных», - сказал Столпер.


Подробнее
pskнаукатехнологии
25%
3
25
0.172 GOLOS
0
В избранное
kristina
Придет время и я сниму розовые очки, а пока.....
25
0

Зарегистрируйтесь, чтобы проголосовать за пост или написать комментарий

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты. Голосующие читатели также получают вознаграждение за свои голоса.

Зарегистрироваться
Комментарии (5)
Сортировать по:
Сначала старые