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.
Ранее в Пакистане нашли древнейшие следы высокоразвитой цивилизации.