PNAS: получены данные о составе атмосферы Земли 1,4 млрд лет назад

Американские ученые получили прямые данные о составе атмосферы Земли полуторамиллиардолетней давности, проанализировав микроскопические пузырьки воздуха, запечатанные в кристаллах каменной соли. Эти результаты существенно расширяют наши представления об эволюции атмосферы и условиях, при которых на планете могла зарождаться сложная жизнь.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Речь идет о галогенитах — кристаллах соли, сформировавшихся в древнем мелководном озере на территории современной северной части Онтарио. По мере испарения воды в кристаллах "запирались" микрокапли рассола и пузырьки воздуха, изолированные от внешней среды на протяжении 1,4 млрд лет.

Исследователям удалось напрямую измерить содержание кислорода и углекислого газа в этой древней атмосфере. Как показал анализ, уровень кислорода составлял около 3,7% от современного — неожиданно высокое значение для так называемого мезопротерозоя, эпохи, которую геологи иногда называют "скучным миллиардом" из-за медленных эволюционных изменений.

"Это поразительное ощущение — буквально вскрыть образец воздуха, который старше динозавров более чем на миллиард лет", — отметил ведущий автор работы Джастин Парк.

Еще более неожиданными оказались данные по углекислому газу: его концентрация примерно в десять раз превышала современную. По мнению ученых, это помогало компенсировать более слабое Солнце в те времена и поддерживать относительно мягкий климат без глобальных оледенений.

"Полученные измерения CO₂ раньше просто были недоступны.

Это не модель и не косвенная оценка, а реальные образцы древнего воздуха", — подчеркнул руководитель исследования Морган Шаллер.

Возникает закономерный вопрос: если кислорода было достаточно для существования сложных организмов, почему животные появились значительно позже? Авторы предполагают, что изученный образец может отражать кратковременный всплеск кислорода, а не стабильное состояние атмосферы.

"Даже если это лишь мгновение в геологической шкале времени, такие данные критически важны. Они помогают понять, как формировалась атмосфера Земли и какие условия в итоге сделали возможным появление сложной жизни", — пояснил Парк.

Исследование также согласуется с геологическими данными об отсутствии крупных ледников в тот период и указывает на то, что климат Земли мог быть ближе к современному, чем считалось ранее.