Земля. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Історія життя на Землі тісно пов'язана з появою кисню в атмосфері. Сучасний науковий консенсус стверджує, що значна кількість кисню вперше з'явилася в атмосфері Землі приблизно 2,4 мільярди років тому, а друге велике збільшення атмосферного кисню відбулося набагато пізніше, можливо, близько 600 мільйонів років тому.
Однак нові результати геологів з університету Меріленда дозволяють припустити, що другий стрибок атмосферного кисню насправді, можливо, почався набагато раніше і відбувся більш поступово, ніж вважалося раніше. Висновки стали можливими, використовуючи новий інструмент для відстеження життя мікробів у стародавніх середовищах, розроблений у штаті Меріленд. Робота, що фінансується Національним науковим фондом та НАСА, з’являється у випуску Science про 2 грудня.
Дипломний дослідник Девід Джонстон, науковий співробітник Босвелл Вінг та його колеги з відділу геології та наукового міждисциплінарного центру Мерілендського університету привели міжнародну команду дослідників, яка використовувала високоточні вимірювання рідкісного ізотопу сірки - 33S, щоб встановити цей древній морський флот мікроби, відомі як непропорційні сірки прокаріоти, були широко активними майже на 500 мільйонів років раніше, ніж вважалося раніше.
Проміжні сполуки сірки, використовувані цими диспропорціонуючими сірками бактеріями, утворюються внаслідок впливу сульфідних мінералів кисневим газом. Таким чином, докази широкої активності цього типу бактерій вчені трактували як свідчення підвищеного вмісту кисню в атмосфері.
"Ці вимірювання означають, що диспропорція сполуки сірки була активною частиною циклу сірки до [1,3 мільйона років тому], і що прогресуюча оксигенація поверхні Землі, можливо, характеризувала [середній протерозой]", - пишуть автори.
Протерозой - це період історії Землі приблизно від 2,4 мільярда років до 545 мільйонів років тому.
"Отримані дані також демонструють, що новий метод дослідження на основі 33S може бути використаний для унікального відстеження присутності та характеру життя мікробів у давніх середовищах та надання уявлення про еволюцію в дії", - сказав Джонстон. "Цей підхід забезпечує важливий новий інструмент в астробіологічних пошуках раннього життя на Землі та за її межами".
Повітря, яким ми дихаємо
Коли наша планета утворилася близько 4,5 мільярдів років тому, практично весь кисень на Землі був хімічно пов'язаний з іншими елементами. Це було в твердих сполуках, таких як кварц та інші силікатні мінерали, у рідких сполуках, як вода, і в таких газоподібних сполуках, як діоксид сірки та вуглекислий газ. Вільного кисню - газу, який дозволяє нам дихати, і який є важливим для всього розвинутого життя - практично не було.
Вчені давно вважають, що поява кисню в атмосфері відзначається двома чіткими стрибками рівня кисню. В останні роки дослідники використовували метод, розроблений геологом університету Меріленда Джеймсом Фаркхаром та колегами Меріленда, щоб остаточно визначити, що значна кількість кисню вперше з'явилася в атмосфері Землі приблизно 2,4 мільярда років тому. Іноді його називають «великою подією окислення», це збільшення означає початок протерозойського періоду.
Загальний науковий консенсус також стверджує, що другий великий підйом атмосферного кисню стався близько 600 мільйонів років тому, при цьому кисень піднімався майже до сучасного рівня. Докази багатоклітинних тварин вперше з'являються в геологічному періоді приблизно в цей час.
"Було багато дискусій щодо того, чи було друге основне підвищення атмосферного кисню швидким і поетапним, або повільним та прогресивним", - сказав Він. "Наші результати підтримують думку про те, що другий підйом був прогресивним і розпочався приблизно 1,3 мільярда років тому, а не 0,6 мільярда років тому".
Окрім Джонстона, співавторами штату Меріленд у Вінг на 2 грудня є колеги з геології Джеймс Фаркхар та Джей Кауфман. Їх група працює над документуванням зв’язків між ізотопами сірки та еволюцією атмосфери Землі за допомогою комбінації польових досліджень, лабораторного аналізу зразків гірських порід, геохімічних моделей, фотохімічних експериментів із газами, що містять сірку, та мікробних експериментів.
«Активна мікробна диспропорція сірки в мезопротерозої» Девід Т. Джонстон, Босуел А. Вінг, Джеймс Фаркхар та Алан Дж. Кауфман, Мерілендський університет; Харальд Штраус, Університет? T M? Nster; Тімоті В. Ліонс, Каліфорнійський університет, Ріверсайд; Лінда К. Ка, Університет Теннесі; Дональд Е. Кенфілд, Університет Південної Данії: Наука, 2 грудня 2005 р.
Оригінальне джерело: Новини UM
