Земную атмосферу насытили кислородом древние тектонические столкновения

Группа геофизиков из Австралийского национального университета в Канберре предложила новое объяснение кислородной катастрофе – резкому повышению уровня кислорода в атмосфере Земли, произошедшему 2,5 миллиарда лет назад. По мнению ученых, основной причиной, вызвавшей этот процесс, стало столкновение древних тектонических плит. Работа опубликована в журнале Nature Geosciences.

Ученые занимались датировкой более 7000 кристаллов циркона (силикат циркония). В периоды тектонической активности (столкновения плит) таких кристаллов образуется в коре больше, чем в остальное время. Используя эту особенность циркона, ученые вычислили даты периодов наибольшей активности земной коры, которые совпали с основными этапами кислородной катастрофы.

Основываясь на этих данных, австралийские геофизики выдвинули следующую гипотезу. В результате столкновения плит образовывались крупные горы. Под воздействием ветра и Солнца эти горы разрушались. Получившиеся осадочные породы, содержавшие большое количество фосфора и азота, выносило в море. Для обитавших в это время в воде цианобактерий эти породы создавали хорошую питательную среду, что привело к резкому росту популяции этих живых организмов. Они, в свою очередь, в результате фотосинтеза выделяли кислород, который и стал причиной кислородной катастрофы.

Традиционная теория также связывает появление кислорода с цианобактериями. Считается, что эти организмы, появившиеся 2,7 миллиарда лет назад, с самого начала выделяли большое количество кислорода. Однако он не оставался в виде газа в атмосфере, а переходил в связанное состояние в результате химических реакций с серой и железом в земной коре. За 200 миллионов лет исходные вещества для этих реакций закончились, и кислород стал выделяться в атмосферу.

Слабым местом новой теории является то, что время роста популяции цианобактерий должно совпадать с периодом пониженного содержания органического углерода в воде. В противном случае углерод связывал бы излишки кислорода, и никакой кислородной катастрофы не произошло бы. В своей работе ученые высказывают предположение о том, что именно в это время растворенный углерод осел на морское дно. Данное предположение и стало основой для критики новой теории.