Вчені з’ясували, коли кисень зробив Землю придатною для життя

Міжнародна група вчених розкрила механізм перетворення земної атмосфери з бідної на кисень на насичену цим елементом протягом двох мільярдів років. Дослідження, опубліковане в журналі Nature, очолили фахівці з Чендузського університету технологій у співпраці з доктором Метью Доддом з Університету Західної Австралії.

Науковці давно припускали поступове зростання рівня кисню у кілька етапів, проте точні часові рамки та зв’язок цього процесу з хімією океанів і розвитком біології залишалися невизначеними. Зростання концентрації кисню в атмосфері стало фундаментальною умовою для появи складних форм життя, здатних дихати киснем, а також для формування придатності планети до життя та утворення багатьох природних ресурсів.

Дослідники проаналізували високоточні ізотопні записи, збережені в давніх сульфатних мінералах, для відтворення історії підйому кисню в атмосфері та його взаємодії з океанами. Вони систематично відібрали зразки та поєднали їх з раніше опублікованими даними, створивши найповнішу реконструкцію змін рівня кисню за останні три мільярди років.

Результати виявили три основні епізоди зростання атмосферного кисню: у палеопротерозої від 2,5 до 1,6 мільярда років тому, неопротерозої від 1 мільярда до 538,8 мільйона років тому та палеозої від 538,8 до 252 мільйонів років тому. Остаточне досягнення стабільних, близьких до сучасних рівнів відбулося приблизно 410 мільйонів років тому.

Після неопротерозойського стрибка кисню океани, які раніше були майже повністю позбавлені цього елементу, пережили періодичні “кисневі імпульси”. Ці події супроводжувалися синхронними змінами ізотопів вуглецю, сірки та кисню протягом сотень мільйонів років, що свідчить про повторну тимчасову оксидацію океанів внаслідок збільшення атмосферного кисню. Результати створюють екологічні рамки для розуміння походження та еволюції життя на Землі, а також процесів формування мінеральних родовищ і нафтових ресурсів.