Дыхание древней планеты: в кристаллах соли обнаружен воздух возрастом 1,4 миллиарда лет
Представьте, что вы держите в руках пузырёк воздуха, который последний раз касался поверхности нашей планеты в ту эпоху, когда мир был совершенно иным. Это не фантастика. Ученые совершили прорыв, исследуя крошечные пузырьки, заточенные в кристаллах каменной соли (галита) на севере Онтарио. Эти природные капсулы времени сохранили для нас атмосферу, возраст которой исчисляется 1,4 миллиарда лет.
Более миллиарда лет назад на месте суровых канадских лесов плескалось теплое субтропическое озеро, напоминающее современную Долину Смерти. Под лучами молодого Солнца водоем медленно испарился, а в образующихся кристаллах соли навеки запечатались микронные полости с остатками древнего рассола и… пузырьками воздуха. Мир тогда принадлежал бактериям, а красные водоросли только начинали свой эволюционный путь. До появления первых сложных многоклеточных организмов оставалось целых 800 миллионов лет.
Прорыв в прошлое: анализ дыхания протерозоя
Долгое время эти хрупкие включения хранили свои секреты, пока международная команда исследователей под руководством аспиранта Джастина Пака и профессора Моргана Шаллера (Политехнический институт Ренсселера) не разработала уникальную методику их анализа. Их работа, опубликованная в авторитетном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, буквально вдохнула жизнь в данные, пролежавшие в безмолвии эонов.
«Это невероятное ощущение — вскрыть образец воздуха, который на миллиард лет старше динозавров», — делится впечатлениями Джастин Пак.
Главной сложностью было отделить газы, растворенные в рассоле, от состава самого древнего воздуха. Специально сконструированное оборудование позволило скорректировать эти различия, предоставив первый в истории прямой «снимок» атмосферы мезопротерозойской эры.
Сюрпризы древней атмосферы: кислород был, а животных — нет?
Результаты оказались поразительными. Оказалось, что 1,4 миллиарда лет назад в воздухе содержалось около 3,7% кислорода — это значительно выше предыдущих оценок и теоретически достаточно для поддержания сложной жизни. Парадокс в том, что в ту эпоху её ещё не существовало.
Параллельно учёные обнаружили, что уровень углекислого газа был в десять раз выше современного. Это объясняет загадку «слабого молодого Солнца»: благодаря парниковому эффекту климат на планете оставался мягким и стабильным, избегая глобального оледенения.
«Возможно, мы зафиксировали кратковременный всплеск насыщения кислородом посреди так называемого «скучного миллиарда» — эпохи геологического затишья», — предполагает Пак. Этот период, несмотря на название, критически важен для понимания истоков сложной жизни.
Новый взгляд на «скучную» эпоху
Открытие ставит новые вопросы перед эволюционной биологией. Если кислород был, что же сдерживало взрывное развитие жизни? Профессор Шаллер обращает внимание на синхронное появление в ту эру красных водорослей — мощных продуцентов кислорода.
«Вполне вероятно, что мы стали свидетелями очень захватывающего момента, произошедшего прямо посреди размеренного существования планеты», — отмечает Шаллер.
Это исследование не только расширило наши прямые знания об атмосфере прошлого, но и позволило по-новому взглянуть на климатические механизмы Земли. Оно показывает, что даже в, казалось бы, неизменные эпохи на планете происходили динамичные и сложные процессы, заложившие фундамент для будущего расцвета жизни.
