В кислородной революции обвинили литосферные плиты

Исследователи из Университета Райса предложили новую теорию того, почему 2,4 млрд лет назад в атмосфере Земли начал расти уровень кислорода. Свое исследование они представили в журнале Nature Geoscience.

До «кислородной революции» атмосфера Земли состояла в основном из азота, углекислого газа, водяного пара и метана. Около 2,4 млрд лет назад одноклеточные организмы стали использовать углекислый газ, вырабатывая кислород. Однако кислород легко вступает в реакции, например, с горными породами и с углеродом из органических останков.

По мнению авторов исследования, причиной «кислородной революции» стали движения литосферных плит, в результате которых богатые углеродом останки живых организмов оказывались под надвинувшимися плитами. Оказываясь в мантии Земли, углерод больше не мог реагировать с кислородом, и содержание последнего в атмосфере возрастало. А углерод со временем образовал месторождения графина и алмазов.

По словам ученых, их предположение родилось из наблюдений за процессами, протекающими в областях на границе литосферных плит, после чего они попытались представить, что происходило в этих районах раньше. Чтобы проверить свое предположение, авторы работы использовали данные изотопного анализа алмазов. Оказалось, что они содержат некоторое количество ¹³С — изотопа углерода, который встречается и в тканях живых организмов. После этого ученые проверили, может ли углерод сохраняться в породах. Они растворили кусочек силикатного стекла и добавили в него графит. В ходе эксперимента материал помещали под высокое давление (до 29 тысяч атмосфер), которое имитировало условия в земной коре. Результаты показали, что углерод может сохраняться в породах на протяжении миллионов лет.

Однако у этой теории есть и слабые места, которые отмечают и сами авторы. Прежде всего, это сомнения в том, что подобные движения литосферных плит происходили в то же время, что и «кислородная революция», а не начались позже. Кроме того, возможно, что изменения в атмосфере были вызваны группой факторов, и выделение одного из них не может объяснить всего процесса.