Соль превратилась в архив планеты: пузырьки раскрывают скрытый скачок кислорода в прошлом

Более 1,4 миллиарда лет назад в мелководном бассейне на месте современной северной части Онтарио существовало субтропическое озеро, напоминавшее по условиям сегодняшнюю Долину Смерти.

Под солнечным теплом вода постепенно испарялась, оставляя слои галита — каменной соли, в кристаллах которой сохранились древнейшие следы атмосферы Земли.

Это был мир, где доминировали бактерии, только появлялись первые красные водоросли, а многоклеточные организмы возникнут лишь через сотни миллионов лет.

Новое исследование позволило ученым буквально "открыть" пузырьки воздуха того времени, чтобы понять, каким был состав атмосферы на заре развития жизни. Об этом сообщает Media INAF.

Как галит сохранил древний воздух

По мере испарения воды образовывалась плотная соляная корка, внутри которой оставались микроскопические капли солёного раствора и пузырьки воздуха.

Эти включения оказались идеально запечатанными в структуре минерала, сохранив неизменный химический состав. Команда исследователей из Rensselaer Polytechnic Institute проанализировала такие образцы, поднятые из древних осадков, и впервые получила точные измерения содержания газов в воздухе мезопротерозоя. Результаты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Работа оказалась сложнее, чем кажется: включения содержат и воздух, и солёную воду, а поведение газов в растворе отличается от поведения в газовой фазе. Чтобы получить точные данные об углекислом газе и кислороде, исследователи использовали специальные приборы, созданные в лаборатории RPI.

Что вдыхала Земля 1,4 миллиарда лет назад

Анализ показал, что атмосфера мезопротерозойской эпохи содержала около 3,7% современного уровня кислорода — неожиданно высокую величину, достаточную для существования сложной многоклеточной жизни.

Однако животные появились гораздо позже, что вызывает закономерный вопрос: почему при достаточной концентрации кислорода эволюция шла так медленно?

Авторы предполагают, что найденные данные могут отражать кратковременное событие оксигенации, а не устойчивое состояние атмосферы. Геологи часто называют мезопротерозой "скучным миллиардом" — эпохой относительной стабильности, низкого уровня кислорода и медленных эволюционных изменений. Эти данные помогают увидеть, что даже в этот период происходили важные биогеохимические сдвиги.

Как новая информация меняет представления о древнем климате

Ранее косвенные оценки углекислого газа в мезопротерозое показывали более низкие значения, что противоречило отсутствию значительного оледенения в тот период.

Новые измерения, в десять раз превышающие доиндустриальные уровни CO₂, согласуются с мягким климатом и указывают на то, что молодой, более слабый Солнце компенсировалось мощным парниковым эффектом.

Дополнительные температурные данные, полученные из структуры самой соли, подтверждают: климат того времени мог быть ближе к современному, чем предполагалось.

Это важно, потому что именно в мезопротерозое появились красные водоросли — ключевые производители кислорода, существующие и сегодня. Их распространение могло напрямую способствовать росту атмосферы по кислороду, а найденные образцы могут фиксировать один из таких "скачков".

Значение открытия для науки о Земле

Полученные данные позволяют взглянуть на "скучный миллиард" иначе: как на эпоху, в которой происходили скрытые, но важные изменения, подготовившие почву для последующих эволюционных взрывов.

Открытие реальных пузырьков воздуха, переживших 1,4 миллиарда лет, даёт исследователям инструмент для уточнения моделей развития атмосферы и условий появления сложной жизни на Земле.