Древняя "кислородная катастрофа" помогла появлению на Земле сложных форм жизни

Геологи университета Райса в США объяснили, что стало причиной Кислородной катастрофы или «Великого кислородного события» 2,5 миллиарда лет назад, когда атмосфера Земли кардинально изменилась и насытилась кислородом, важным для дыхания и появления сложной жизни. Хотя причиной этого считались фотосинтезирующие бактерии, их деятельность не способна объяснить некоторые другие геохимические особенности того времени. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи предложили теорию, согласно которой причиной накопления кислорода стали тектонические процессы, а не биологические. Хотя фотосинтезирующие цианобактерии считаются основным поставщиком кислорода в атмосферу, они появились за 500 миллионов лет до Кислородной катастрофы. Были предложены различные гипотезы, объясняющие, почему кислороду понадобилось так много времени, чтобы накопиться. В то же время они не учитывают «событие Ломагунди» — заметное изменение соотношения изотопов углерода в карбонатных породах, начавшееся через 100 миллионов лет после «Великого кислородного события».

До и после Ломагунди соотношение изотопа углерода-13 и углерода-12 составляло 1 к 99, но во время этого периода содержание углерода-13 увеличилось на 10 процентов. Причиной этого явления также считались цианобактерии, поскольку эти микроорганизмы предпочитали потреблять углерод-12, и отложения, образованные остатками микроорганизмов и обедненные углеродом-13.

По словам ученых, и Кислородная катастрофа, и Ломагунди произошли из-за резкого увеличения тектонической активности, которое привело к появлению большого количества вулканов, извергающих углекислый газ в атмосферу. Климат стал теплее, а большое количество осадков усилило процессы выветривания минералов на суше. Содержащийся в стоках углерод попадал в океаны, где вызвал бум в размножении цианобактерий и накоплении карбонатов. Одновременно этот же процесс способствовал накоплению кислорода в атмосфере.

На следующем этапе органический и неорганический углерод на дне океана погружался в мантию в зонах субдукции, где океанические плиты подныривают под континентальные и расплавляются. Неорганический углерод в составе карбонатов быстро высвобождался в виде летучих газов через вулканы, а органический — через сотни миллионов лет.

Событие Ломагунди произошло, когда углерод-13 из карбонатов вернулся на поверхность Земли, и закончилось, когда настал черед углерода-12. Эти выбросы углекислого газа были очень важны для распространения жизни.