Mokslininkai paskelbė, kada deguonis atsirado Žemės atmosferoje

VILNIUS, balandžio 11 — Sputnik. Nauji duomenys apie izotopų santykio tyrimus paleoproterozojinėse uolienose Pietų Afrikoje rodo, kad deguonis tapo nuolatine Žemės atmosferos dalimi prieš 2,22 milijardo metų, 200 milijonų metų vėliau, nei manyta anksčiau. Tyrimo rezultatai skelbiami žurnale "Nature".

Manoma, kad iš pradžių Žemės atmosfera buvo anoksinė, o maždaug prieš 2,43–2,45 milijardo metų ji tapo gerokai praturtinta deguonimi. Šis įvykis, kurį mokslininkai vadina deguonies revoliucija, leido sukurti gyvybę Žemėje, tokią, kokia mums žinoma.

Mokslininkai iš JAV, Didžiosios Britanijos ir Danijos analizavo jūrinių nuosėdinių uolienų iš Pietų Afrikos sudėtį nuo jų susiformavimo amžiaus iki paleoproterozojaus — nuo 2,5 iki 1,6 milijardo metų. Naudodami sieros, geležies ir anglies izotopinius žymenis, mokslininkai sugebėjo išsamiai rekonstruoti to laikotarpio redokso sąlygų pokyčių vandenyne vaizdą, o iš čia — nustatyti deguonies lygį senovės atmosferoje.

Paaiškėjo, kad pradinis sodrinimas deguonimi, neviršijant 10–5 laipsnių, palyginti su šiuolaikiniu, iš tikrųjų įvyko maždaug prieš 2,43 mlrd. metų. Bet tada deguonies lygis vėl krito ir kilo, prieš maždaug 2,22 milijardo metų tapdamas nuolatine Žemės atmosferos dalimi.

Autorių teigimu, šie svyravimai leidžia paaiškinti kraštutinius klimato pokyčius, įvykusius proterozojaus pradžioje, kai per gana trumpą laikotarpį geologiniu požiūriu Žemė patyrė keturis apledėjimus — visa planeta kelis milijonus metų buvo visiškai padengta ledu ir sniegu.

Mokslininkai tai aiškina staigiais atmosferos dujų deguonies ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip metanas ir anglies dioksidas, santykio pokyčiais. Yra žinoma, kad kuo aukštesnis pastarojo lygis, tuo stipresnis šiltnamio efektas yra susijęs su atšilimu planetoje. Perėjimas prie deguonies, priešingai, sukelia staigų atvėsimą ir kito ledynmečio pradžią.

Tyrėjai mano, kad vulkanai galbūt buvo pagrindiniai šiltnamio efektą sukeliančių dujų šaltiniai, o atšilimo laikotarpiai siejami su aktyviomis vulkanizmo fazėmis. Ir kai ugnikalniai nurimo, vėl prasidėjo apledėjimas.

"Prieš pradėdami šį darbą, mes pasidomėjome, kodėl įvyko keturi ledyniniai įvykiai, kai deguonis jau buvo nuolatinis atmosferos komponentas, — sakė vienas iš tyrimo autorių Andrejus Bekeris (Andrey Bekker). — Mes nustatėme, kad galutinis deguonies pripildymas iš tikrųjų įvyko tik po ketvirtojo, paskutinio paleoproterozojaus eros apledėjimo, o ne prieš jį, ir tai, mūsų supratimu, yra pagrindinės mįslės sprendimas".

Taigi mokslininkai mano, kad deguonies revoliucija, po kurios prasidėjo ilgas ekologinio stabilumo laikotarpis, įvyko 200 milijonų metų vėliau, nei manyta anksčiau.

"Mes anksčiau manėme, kad po to, kai deguonies lygis pakilo, jis niekada nesugrįžo į žemą lygį, — tęsia Bekeris. — Dabar mes pastebime, kad jis svyravo ​​ir nusileido iki labai žemo lygio, ir tai gali turėti dramatiškų pasekmių suvokiant išnykimo įvykius ir gyvybės evoliuciją".

"Mes negalime suprasti atmosferos prisotinimo deguonimi priežasčių ir pasekmių — svarbiausio veiksnio, turinčio įtakos planetos gyvenimui — nebent žinome, kada iš tikrųjų įvyko nuolatinis atmosferos prisotinimas deguonimi", — sako pirmasis straipsnio autorius Saimonas Pultonas (Simon Poulton), biogeochemikas iš Lydso universiteto JK.

Antrasis reikšmingas deguonies kiekio padidėjimas atmosferoje įvyko po pusantro milijardo metų, proterozojaus ir kambro laikotarpio sandūroje, sudarant sąlygas vystytis sudėtingoms gyvybės formoms.