Геологи уточнили дату Великого кислородного события

Геологи из Массачусетского Технологического Института, Университета Наук о Земле (Китай) и Университета Йоханнесбурга (ЮАР) уточнили время, произошедшее с момента Великого кислородного события, в результате которого концентрация кислорода в земной атмосфере превысила критическое значение в одну стотысячную современного и начала увеличиваться. По оценкам авторов, событие произошло 2,33 миллиарда лет назад и продлилось от одного до 10 миллионов лет. Погрешность оценки времени не превышает 7 миллионов лет, что на порядок лучше предыдущих оценок. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает пресс-релиз MIT. 

Авторы анализировали содержание серы в образцах грунта, относящихся к раннему палеопротерозою. Особое внимание ученые обращали внимание на соотношение между количествами тех или иных изотопов серы в них. Согласно предположению геологов, с появлением кислорода в атмосфере менялась скорость накопления серосодержащих веществ, выбрасываемых на поверхность вулканами, как менялся и их изотопный состав (из-за различной массы газов). Ученые выделяют два типа изотопных распределений в веществе — массово-независимое и массово-зависимое, последнее относится к моменту когда в атмосфере уже появился кислород.

На Великое кислородное событие должен был указать переход от одного изотопного распределения меры в породах к другому. Сначала авторы искали его в образцах, собранных ранними экспедициями, однако точной точки перехода обнаружить не удалось. Поэтому исследователи самостоятельно собрали колонки осадочных отложений в Южной Африке и нашли необходимую точку. Благодаря этому удалось очень точно определить момент резкого роста концентрации кислорода в воздухе — с точностью до 7 миллионов лет. Ранее оценка времени события имела погрешность в десятки и сотни миллионов лет. 

Кроме того ученые увидели повышенные концентрации изотопа серы-34, относящиеся к тому же периоду. По словам исследователей, они отвечают увеличившемуся количеству сульфатов, связанному с окислением сульфидных минералов и диоксида серы, выбрасываемого вулканами. Впоследствии эти сульфатные отложения использовались сульфатредуцирующими бактериями. Датировка избытка серы-34 соответствует периоду от одного до десяти миллионов лет после события. 

Современные данные указывают, что 2,45 миллиарда лет назад в атмосфере Земли количество кислорода почти не было. Он производился цианобактериями, но почти полностью поглощался другими микроорганизмами и минералами (например, железом (II)). Но затем произошло некое событие, которое ученые называют «Кислородной революцией» или Великим кислородным событием, в результате которого в атмосфере появилось небольшое количество кислорода. Это могло дать толчок дальнейшему развитию жизни на Земле. 

Ранее геологи обнаружили образец яшмы, датируемый 3,4-3,23 миллиардами лет. Концентрация кислорода в атмосфере, в которой мог образоваться минерал, не превышала одной десятой современной, что тем не менее является высоким показателем. Согласно одному из предположений, это указывает на то, что кислородная катастрофа началась на 900 миллионов лет раньше.

Владимир Королёв