Как пыль изменила атмосферу Земли 300 млн лет назад

Пыль играет важную роль в жизни нашей планеты. Переносимые ей питательные вещества распространяются в результате сильных пыльных (песчаных) бурь из пустыни Сахара, удобряют почву в тропических лесах Амазонки и питают фотосинтезирующие организмы, такие как водоросли в Атлантическом океане. В свою очередь эти организмы поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Ученые из Мьюбурнского колледжа земных и энергетических наук, Университета Флориды, Массачусетского технологического института, Хэмптонского университета и Колледжа Чарльстона исследовали пыль возрастом 300 миллионов лет, чтобы понять ее роль в атмосфере планеты того времени.

Пылевая буря в Техасе (1935)

Поиск древней пыли привел группу ученых к остаткам мелководной морской экосистемы в современном Иране. Исследователи взяли образцы в карбонатных породах известняка, хранящегося в горах северного и центрального Ирана.

Камни были подвергнуты серии химических обработок для извлечения древней пыли. То, что ученые обнаружили, оказалось силикатными минералами: глиной и кварцем, которые образовались 300 миллионов лет назад из пылевых частиц.

Ученые выяснили, сколько пыли было в атмосфере позднего палеозоя. Их результаты показали, что атмосфера Земли была намного более грязной, чем сегодня. Древняя пыль содержала значительное количество высокореактивного железа.

Хотя железо является не единственным микроэлементом, переносящимся в пыли, считается, что эта древняя пыль содержала вдвое больше биодоступного железа, чем современная пыль, которая оплодотворяет тропические леса Амазонки.

Это сильное удобрение пылью привело к массовому росту морских фотосинтезаторов. Под воздействием богатой железом пыли водоросли и цианобактерии поглощали углекислый газ и выделяли кислород. Исследователи предполагают, что это действие, продолжавшееся в течение миллионов лет, изменило атмосферу планеты.

«Если то, что мы видим из наших образцов, происходило в глобальном масштабе, это означает, что эффект удобрения пылью привел к снижению содержания углекислого газа в атмосфере и был существенной частью углеродного цикла в этом периоде существования Земли», – Линн Сореган, директор Мьюбурнского колледжа земных и энергетических наук.

Один из методов поглощения углерода, предложенный учеными, заключается в добавлении биодоступного железа в изолированные части океана, расположенные далеко от пылесодержащих континентов, которые, по сути, являются пустынями. Ученые, которые пытались сделать это в небольших масштабах, задокументировали результирующее цветение фитопланктона.

Однако Сореган предупредил, что последствия такого эксперимента в глобальных масштабах непредсказуемы. Поэтому ученые продолжат изучение этого вопроса.

«Геологическая история Земли подобна лабораторной книге. В ней прошло бесчисленное количество экспериментов. Мы можем открыть лабораторную книгу Земли и восстановить то, что происходило в прошлом, увидев, как Земля реагировала на эти экстремальные состояния», — говорит Сореган.

Исследование группы было опубликовано в журналах Geological Survey of America, Geology и на сайте Eurek Alert.