МЕНЬШЕ ЖИЗНИ: ОГРАНИЧЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА ФОСФОРА ПОДАВИЛА РАННЮЮ БИОСФЕРУ ЗЕМЛИ

По данным новых исследований Вашингтонского университета и Университета Сент-Эндрюса в Шотландии, количество биомассы - в древних океанах Земли, было ограничено из-за низкой переработки основного питательного фосфора .
Ведущим автором является Майкл Кипп, докторант UW по Земле и космическим наукам; соавтором является Эва Стукен, научный сотрудник Университета Сент-Эндрюса и бывший постдокторский исследователь UW. Роджер Бьюик, UW профессор Земли и космических наук.

«Мы интересовались фосфором, потому что он считается питательным веществом, которое ограничивает количество жизни в океане, наряду с углеродом и азотом», - сказал Кипп.

 Вся жизнь нуждается в обильном питании, а химический элемент - фосфор, который смывается в океан из рек как фосфат - является ключевым питательным веществом. В океане фосфор перерабатывается несколько раз, как организмы, такие как планктон или эукариотические водоросли, которые «едят», в свою очередь, потребляются другими организмами. 

 «Поскольку эти организмы используют фосфор, они, или живут или  умирают, а другие бактерии разлагают свое органическое вещество, - сказал Кипп, - и они выпускают часть этого фосфора обратно в океан. Он фактически циклически проходит несколько раз, «позволяя освобожденному фосфору образоваться в океане. Количество рециркуляции является ключевым контролем количества общего фосфора в океане, который, в свою очередь, поддерживает жизнь. 

 В сегодняшних богатых кислородом океанах почти весь фосфор перерабатывается  и немного падает на дно океана. 

 Однако несколько миллиардов лет назад, в докембрийскую эпоху, в окружающей среде было мало кислорода или он вообще отсутствовал. 

 «Есть некоторые альтернативы кислороду, которые могут использовать некоторые бактерии, - сказал соавтор Стюкен. «Некоторые бактерии могут переваривать пищу, используя сульфат. Другие используют оксиды железа ». Сульфат, по ее словам, является самым важным контролем в отношении переработки фосфора в докембрийскую эпоху. 

 «Наш анализ показывает, что эти альтернативные пути были доминирующим путем переработки фосфора в докембрии, когда кислород был очень низким», - сказал Штюкен. «Однако они гораздо менее эффективны, чем переваривание кислородом, а это означает, что можно было переваривать только меньшее количество биомассы. Как следствие, гораздо меньше фосфора было бы переработано, и поэтому общая биологическая продуктивность была бы подавлена ​​по сравнению с сегодняшним днем ​​». 

 Кипп сравнил ранний земной океан с низким уровнем кислорода и превратился в своего рода «консервированную» среду с запасом кислорода: «Это замкнутая система. Если вы вернетесь в ранние докембрийские океаны, в биологической деятельности не так много происходит ». 

 Штюкен отметил, что вулканы являются самым большим источником сульфата в докембрии,  и поэтому они необходимы для поддержания значительной биосферы путем включения переработки фосфора.Фактически, за вычетом такого вулканического сульфата, сказал Штюкен, биосфера Земли была бы очень маленькой и, возможно, не выжила бы за миллиарды лет. 

Таким образом, результаты показывают, «насколько сильно жизнь связана с фундаментальными геологическими процессами, такими как вулканизм на ранней Земле». 

 Астрономы будут использовать приближающиеся наземные и космические телескопы, такие как Космический телескоп Джеймса Вебба, предназначенный для запуска в 2019 году, для поиска влияния морской биосферы, как и Земли, на атмосферу планеты. Но низкий фосфор, говорят исследователи, может привести к тому, что обитаемый мир станет необитаемым - создавая своего рода «ложный негатив». 

 «Если есть меньше жизни - в основном, меньше фотосинтетического выхода - сложнее накапливать атмосферный кислород, чем если бы у вас были современные уровни фосфора и объемы производства. Это может означать, что некоторые планеты могут казаться необитаемыми из-за нехватки кислорода, но на самом деле у них есть биосферы, которые ограничены по степени из-за низкой доступности фосфора. 

 «Эти« ложные негативы »- одна из самых больших проблем, стоящих перед нами в поисках жизни в других местах», - сказала Виктория Мидоуз, профессор астрономии UW и главный исследователь Лаборатории виртуальной планетарной лаборатории НАН РА, основанной на UW. 

 «Но исследования в средах ранней Земли увеличивают наши шансы на успех, раскрывая процессы и свойства планет, которые ведут наш поиск жизни на соседних экзопланетах». 

космостехнологиинаукаапвот50-50
25%
1
64
0.209 GOLOS
0
В избранное
robotic
Летаю в космос, кружусь вокруг Юпитера, на Марсе жарю яичницу.Не волнуйтесь, это всего лишь СОН. Телепортируйтесь в мой сон, будем познавать вселенную вместе.
64
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 (1)
Сортировать по:
Сначала старые