Пузырьки воздуха в кристаллах галита раскрыли тайны климата «Скучного миллиарда»
Геологи из Политехнического института Ренсселера изучили состав пузырьков газа внутри кристаллов каменной соли, возраст которых составляет 1,4 миллиарда лет. Исследование показало неожиданно высокое содержание кислорода для той эпохи и помогло объяснить климатические загадки древней Земли. Результаты работы опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Образцы галита (каменной соли) ученые собрали в осадочном бассейне на севере современной провинции Онтарио. В эпоху мезопротерозоя на этой территории находилось мелководное субтропическое озеро. Под действием солнечного тепла вода испарялась, а на дне формировались кристаллы соли. В процессе роста кристаллы захватывали микроскопические капли жидкости и пузырьки окружающего воздуха. Осадочные породы надежно изолировали эти включения от внешней среды на сотни миллионов лет.
Долгое время анализ подобных образцов оставался сложной технической задачей. Внутри соляных включений присутствуют одновременно и газ, и жидкость. Кислород и углекислый газ ведут себя в воде иначе, чем в воздухе, что мешало исследователям получать точные данные о составе древней атмосферы. Авторы новой работы разработали специальное оборудование и методику, которые позволили корректно учесть эти различия и получить прямые измерения газов мезопротерозоя.
Анализ показал, что 1,4 миллиарда лет назад атмосфера Земли содержала около 3,7% кислорода от современного уровня. По словам ученых, это довольно высокий показатель. Теоретически такое количество кислорода позволяет существовать сложным многоклеточным организмам, однако животные появились в палеонтологической летописи значительно позже. Ученые предполагают, что зафиксированный уровень кислорода связан с расцветом красных водорослей, которые возникли примерно в то же время и начали активно фотосинтезировать.
Исследование также дало важные данные об углекислом газе. Его концентрация в древнем воздухе превышала современные значения в десять раз. Этот факт помогает разрешить парадокс слабого молодого Солнца. В ту эпоху светимость звезды была ниже, но Земля не замерзала. Плотная атмосфера с высоким содержанием парниковых газов удерживала тепло и обеспечивала мягкий климат, близкий к современному.
Период мезопротерозоя геологи часто называют «Скучным миллиардом» из-за кажущегося отсутствия серьезных геологических и эволюционных событий. Однако новые данные указывают на то, что химия атмосферы в это время была довольно динамичной. Возможно, ученым удалось зафиксировать след кратковременного события оксигенации, которое подготовило планету к дальнейшему развитию жизни.
Ранее геологи обнаружили первые свидетельства существования «протоземли».
Источник фото на обложке: Justin Park/RPI
Самое популярное
