Команда биогеохимиков из Калифорнийского университета (University of California) представила свое виденье процесса аккумуляции кислорода в атмосфере ранней Земли – важнейшего биологического процесса в истории нашей планеты. Согласно общепринятому мнению, кислород начал накапливаться в атмосфере Земли примерно 2,3 млрд. лет тому назад, в период, так называемого, Глобального Окисления (Great Oxidation Event – GOE).
Тем не менее в ходе исследований было установлено, что производство кислорода фотосинтезирующими цианобактериями, возможно, началось ещё 3 млрд. лет тому назад. Биогеохимики полагают, что рост концентрации кислорода в атмосфере чередовался с периодами его снижения, продолжительность которых порой могла достигать нескольких сотен млн. лет. Такие тенденции отражают баланс между этапами фотосинтезирующего производства и потребления посредством реакций с восстановленными соединениями, такими как газообразный водород.
По словам Timothy W. Lyons, профессора биогеохимии Department of Earth Sciences Калифорнийского университета, с каждым годом становится все больше данных, указывающих на то, что производство кислорода и его аккумуляции в океанах и атмосфере Земли началась задолго до Глобального Окисления.
Lyons вместе со своими коллегами Christopher T. Reinhard и Noah J. Planavsky обращают внимание на то, что, как только кислород «занял прочные позиции атмосфере», начиная примерно 2,3 млрд. лет тому назад, его концентрация начала стремительно увеличиваться до уровня, примерно такого же, как сегодня. По непонятным причинам, со временем концентрация кислорода упала до критически низких показателей, в результате чего океан оставался бескислородным в течении многих миллионов лет.
По словам Lyons, этот период низкой концентрации кислорода в атмосфере – был периодом удивительной химической стабильности в океане и атмосфере.
Исследовательская группа представила ряд взаимодействующих процессов, так называемых, обратных связей, которые поддерживали кислород на очень низком уровне, путём моделирования доступности в океанах питательных веществ, необходимых для жизнеобеспечений, то есть производящих кислород фотосинтезирующих процессов.
Lyons отмечает, что он и его коллеги полагают, что концентрация кислорода в этот важный период истории Земли была намного ниже, нежели считалось ранее, что, вероятно, объясняет незначительное разнообразие и изобилие эукариотических организмов и отсутствие животных.
Поздний протерозой – геологический эон, начавшийся менее 1 млрд. лет тому назад, сразу же после понижения уровня кислорода – характеризовался поразительными отличиями, чего только стоит появление и диверсификация самых первых животных.
Lyonsо отмечает, что именно повышение уровня кислорода стало ключевым фактором в появлении животных. По его словам, несмотря на новые идеи о происхождении животных, он и его коллеги подозревают, что кислород сыграл главную роль в последующем появлении сложной экологии для жизни животных.
В настоящее время Lyons и его коллеги из различный уголков планеты сосредоточили свое внимание на поисках «рычагов» оксигенации в позднем протерозое.
Статья, посвящённая результатам, проведенного исследования, была опубликована в журнале «Nature» 19 февраля 2014 года.
