Учёные проанализировали воздух возрастом 1,4 миллиарда лет, запертый в кристаллах соли

Исследователи из Политехнического института Ренсселера (RPI) впервые напрямую проанализировали состав атмосферы Земли, которой 1,4 миллиарда лет. Для этого они изучили микроскопические пузырьки воздуха и рассола, запертые в кристаллах галита (каменной соли), найденных на севере Онтарио.

Микроскопическое изображение флюидных включений в кристаллах галита возрастом 1,4 миллиарда лет, сохранивших древний воздух и рассол. Автор: Джастин Парк/RPI

Эти кристаллы сформировались в результате испарения древнего субтропического озера в мезопротерозойскую эру, когда на Земле доминировали бактерии, а сложной многоклеточной жизни ещё не существовало.

Главной проблемой для науки долгое время было получение точных данных из таких включений, так как газы по-разному ведут себя в воздухе и в воде. Команде под руководством аспиранта Джастина Парка и профессора Моргана Шаллера удалось решить эту задачу с помощью специально созданного оборудования. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Это невероятное чувство — вскрыть образец воздуха, который на миллиард лет старше динозавров», — сказал Парк.

Анализ показал, что уровень кислорода в атмосфере того времени составлял 3,7% от современного, что удивительно много и теоретически достаточно для поддержания сложной животной жизни, которая появилась лишь сотни миллионов лет спустя. При этом углекислого газа было в десять раз больше, чем сегодня, что, вероятно, компенсировало меньшую яркость молодого Солнца и делало климат умеренным, похожим на современный.

Учёные предполагают, что зафиксированный ими уровень кислорода мог быть кратковременным всплеском в так называемый «скучный миллиард» — длительную геологическую эпоху с низкой эволюционной активностью. Эти данные также совпадают с периодом появления красных водорослей, которые и сегодня вносят большой вклад в производство кислорода на планете.

«Возможно, мы зафиксировали очень захватывающий момент прямо посреди «скучного миллиарда», — отметил профессор Шаллер.

ИИ: Это исследование — прорыв в палеоклиматологии. Прямой анализ древней атмосферы, а не косвенные расчёты по горным породам, даёт гораздо более точную картину условий, в которых зарождалась жизнь. Особенно интригует обнаружение относительно высокого уровня кислорода задолго до появления животных — это заставляет пересматривать наши представления о том, какие факторы действительно ограничивали эволюцию сложных организмов.