Открыто новое величайшее вымирание в истории Земли

Свидетельства, найденные учёными Стэнфордского университета в канадских горных породах, сформировавшихся миллиарды лет назад, открывают неизвестную страницу истории Земли. Несмотря на то, что в то время мира животных ещё не существовало, страсти разгорались не шуточные.

Поскольку речь идёт о периоде, предшествовавшем появлению сложных организмов, исследователи не могли просто выкопать окаменелости, чтобы узнать, что происходило на планете два миллиарда лет назад. Ведь даже "подсказки", оставленные в камнях, сохранившихся с тех пор, трудно обнаружить и проанализировать.

Поэтому на сей раз группа исследователей прибегла к помощи барита, или тяжёлого шпата – минерала бария, собранного на архипелаге Белчер в Гудзоновом заливе. Его кристаллы хранят историю изменения уровня кислорода в атмосфере Земли.

Учёным очень повезло с добытыми образцами. Полученная из них информация пролила свет на события давностью два миллиарда лет.

"Тот факт, что эта геохимическая "подпись" [в барите] сохранилась, очень нас удивил. Особенно необычным в найденных минералах была их очевидно очень богатая история", – отмечает один из авторов новой научной работы Малкольм Ходжскисс (Malcolm Hodgskiss) в пресс-релизе университета.

Информация об уровне кислорода в древней атмосфере нашей планеты заинтересовала исследователей неспроста. Они хотели прояснить историю так называемой кислородной катастрофы и узнать, чем же она закончилась.

Существует множество геохимических свидетельств того, что в первые миллиарды лет существования Земли в атмосфере практически не было кислорода, а 2,7–2,5 миллиарда лет назад его содержание стало расти. Это связывают с тем, что на Земле появились организмы, способные производить кислород путём фотосинтеза.

В те далёкие времена планета была особенно гостеприимной для фотосинтетиков. Запасы необходимых для их питания химических элементов (например, фосфора) в доступной для усвоения форме были практически безграничными. "Неуёмный аппетит" древних обитателей земного шара сопровождался активным фотосинтезом и обильным выбросом кислорода.

Резкий рост концентрации этого газа в атмосфере был связан ещё и с тем, что два с лишним миллиарда лет назад его было просто некому потреблять: на бескислородной планете не было существ с кислородным дыханием.

Что должно было произойти дальше? Логично предположить, что со временем эти производящие кислород создания истощили запасы "пропитания", содержащиеся в океане. Из-за наступившего голода они начали вымирать. Концентрация кислорода в атмосфере перестала расти, а потом и начала падать по мере того, как это химически активное вещество вступало в различные соединения.

Финал оказался весьма драматичным. Чуть более двух миллиардов лет назад разнообразие мельчайших микроорганизмов, преобразивших атмосферу нашего общего дома и проложивших путь к развитию и процветанию сложной многообразной жизни на Земле, значительно сократилось.

Авторы называют это вымирание "геологически беспрецедентным". По их оценкам, оно затмевает случившуюся намного позже пермско-триасовую катастрофу. Напомним, что последняя уничтожила 96% морских и 70% континентальных видов, существовавших на тот момент. Долгое время именно она считалась величайшим сокращением биоразнообразия за всю историю земного шара. И уж тем более такой катаклизм оставляет позади так называемое Великое вымирание, частью которого являлось исчезновение динозавров.

Для проверки этой гипотезы "пира и голода" эксперты проанализировали содержание кислорода, серы и изотопов бария в собранных ими образцах тяжёлого шпата.

Кроме того, учёные провели радиоизотопное датирование, с помощью которого определили возраст геологических находок. Полученные данные подтвердили гипотезу о "сверхвыбросе" кислорода и последующем резком падении его концентрации.

Подробнее ознакомится с результатами работы геохимиков можно в научном издании PNAS.