4556
Приблизно 2,3 мільярда років тому Земля пережила Велику кисневу подію — період, коли кисень почав стабільно накопичуватися в атмосфері. Однак для геологів довго залишалося незрозумілим, чому після першого різкого зростання його концентрація не впала назад. Нове дослідження команди Каліфорнійського університету в Ріверсайді вказує, що важливу роль міг відіграти фосфор.
Фосфор є базовим поживним елементом для життя: він входить до складу ДНК, клітинних мембран і молекул, які переносять енергію. У давньому океані збільшення доступності фосфору могло стимулювати ріст мікроорганізмів. Чим більше біомаси утворювалося, тим більше органічного вуглецю осідало на морському дні та випадало з активного кругообігу.
Це має прямий зв’язок із киснем. Органічна речовина під час розкладання споживає кисень, але якщо значна її частина швидко похована в осадах, менше кисню витрачається на окиснення. У результаті частина газу залишається в атмосфері й може поступово накопичуватися.
Дослідники також описують можливий самопідсилювальний цикл. Коли кисню в океані ставало більше, зростала концентрація сульфатів. Мікроорганізми, що використовували сульфати, допомагали вивільняти фосфор з органічної речовини назад у воду, де він знову ставав доступним для життя.
Щоб перевірити цю ідею, команда дослідила стародавні породи з Південної Африки. Звичайного підрахунку загальної кількості фосфору було недостатньо, тому науковці розділяли його за мінеральними формами. Це дозволило оцінити, яка частина елемента могла бути реально доступною для морських організмів мільярди років тому.
Результати також вказують, що після Великої кисневої події атмосфера, ймовірно, не стала одразу стабільною. Рівень кисню міг суттєво коливатися протягом десятків мільйонів років. Це важливо для дискусії про те, чому складне життя з’явилося набагато пізніше: нестача кисню могла бути лише одним із багатьох обмежень.
Автори вважають, що робота має значення і для сучасної екології та астробіології. У нинішніх океанах уже спостерігають втрату кисню в окремих регіонах, а зміни кругообігу поживних речовин можуть посилювати або послаблювати цей процес. Для пошуку життя на інших світах це нагадування, що сам факт наявності кисню ще не розповідає всю історію — важливо враховувати всю хімію океану й кругообіг елементів.
