Считается, что кислород в больших количествах впервые появился на Земле около 2,4 миллиарда лет назад — во время так называемой кислородной катастрофы. Это объясняют масштабным распространением живых организмов, способных к фотосинтезу.
Однако в 2007 году исследователи нашли признаки более раннего появления кислорода на планете, пишет Big Think.
Это был короткий период за 50—100 миллионов лет до кислородной катастрофы, о чем свидетельствуют доказательства, найденные в сланцевой формации Маунт МакРей в Западной Австралии.
Тогда ученые предположили, что такой выброс появился в результате временного сокращения физических и химических процессов на планете. Но автор нового исследования, геолог из Вашингтонского Университета Роджер Бьюик считает, что все было иначе.
Результаты его исследования показывают, что кратковременные выбросы кислорода происходили из-за увеличения его производства на Земле, а не из-за сокращения геологических процессов. Так, кислород на планете производили микробы, питающиеся фосфором, который попадает в воду из вулканических и лавовых полей.
«Существуют и другие питательные вещества, которые могут подпитывать биологическую активность в краткосрочной перспективе, но фосфор является наиболее важным в долгосрочной перспективе», — отмечает ведущий автор исследования Яна Мейкснерова.
Сейчас на Земле много фосфора, но в докембрийскую эпоху его единственным источником были вулканы. Поэтому на заре времен вулканы давали жизни необходимый фосфорный толчок. Это один из тех случаев, когда геологические процессы напрямую влияют на биологические.
Также в сланцах Маунт МакРей ученые искали изотопы ртути, поскольку во время извержения вулканы выбрасывают ртуть высоко в атмосферу, после чего она в течение года или двух оседает на землю.
«В породах мы действительно обнаружили ртуть, которая указывает на извержение вулканов. В период архея свежая базальтовая порода медленно растворялась, высвобождая фосфор, который попадал в реки. Это могло подпитывать микробов, которые жили на мелководье в прибрежных зонах. Произошел всплеск биологической продуктивности, а затем выброс кислорода, который является побочным продуктом жизнедеятельности микробов», — объясняет Мейкснерова.
Эта научная работа интересна тем, что может понадобиться для изучения экзопланет. Если вулканизм — это процесс, который помогает развитию жизни на Земле, это может сработать и в других галактиках.