В Гималаях ученые нашли в кристаллах магнезита включения — «законсервированные‎» капли древнего океана возрастом 600 миллионов лет. Анализ образцов помог ученым понять, какие именно процессы могли привести ко «Второму великому кислородному событию». 

Существует гипотеза, что приблизительно 750-580 миллионов лет назад наша планета представляла собой ледяную пустыню, ее поверхность сплошь покрывал лед, под которым бился океан. Температура упала настолько низко, что на экваторе было так же холодно, как сейчас в Антарктиде (от -70°C до -25°C, в зависимости от времени года и части континента). Из-за своего высокого альбедо лед отражал большую часть приходящего солнечного света обратно в космос, что поддерживало низкую температуру. 

Этот период глобального оледенения ученые называют «Земля — снежный ком». Несмотря на суровые условия, под толстым слоем льда сохранялась жизнь — там обитали простейшие организмы.

Постепенно в атмосфере Земли накапливался метан и углекислый газ, которые выбрасывались в воздух во время извержений вулканов. Силикатные породы (содержат кремний и кислород), составляющие почти 95% верхних слоев Земли, были закрыты ледяными щитами. Поэтому процесс выветривания этих пород, в ходе которого из атмосферы удаляется углекислый газ, встал на паузу. В результате возник «парниковый эффект», стало тепло, поверхностный лед начал таять и оголять участки суши и воды.

Около 630-551 миллионов лет назад, когда поверхность Земли наконец освободилась из «ледяного плена», произошло резкое насыщение воды и атмосферы кислородом («Второе великое кислородное событие»), что, в свою очередь, запустило «микробную эволюцию» и спровоцировало так называемый Кембрийский взрыв (540–520 миллионов лет назад) — внезапное появление сложных форм жизни, животных с твердыми скелетами. 

Статья по теме: Ученые объяснили, как развивались сложные формы жизни после глобального катаклизма

До сих пор ученые не до конца понимали, как именно случился переход от «Земли — снежный ком» ко «Второму великому кислородному событию». Это происходило так давно, что у специалистов практически нет «вещественных доказательств», которые бы могли рассказать о времени, когда одноклеточная жизнь эволюционировала в сложные формы.

Группа исследователей из Индийского института науки и японского Университета Ниигаты, возможно, нашла зацепку, которая поможет лучше понять геологическую историю той далекой эпохи. Результаты их научной работы опубликованы в журнале Precambrian Research.

Ученые обнаружили в Гималаях образцы воды, заточенные в кристаллах минерала магнезита. После тщательного исследования содержимого, ученые выяснили, что это капли древнего океана, который плескался здесь 600 миллионов лет назад. 

Геохимический и изотопный анализ состава образцов показал, что в них содержатся карбонаты кальция и магния, помимо этого, удалось выяснить их соотношения. Дальше ученые провели спектроскопическое исследование материала и выяснили, что в период глобального оледенения в этом древнем океане содержалось малое количество ионов кальция. Вероятно, из-за слабого притока богатых кальцием пресных вод, ведь в то время землю покрывал лед, и реки по поверхности не текли. 

В результате недостатка этого химического элемента, в морской воде снизилось соотношение кальция/магния, что привело к дефициту питательных веществ, ведь кальций — необходимый элемент для жизнедеятельности организмов. В итоге сложилась «магниевая среда» — идеальные условия для развития фотосинтезирующих цианобактерий. Сперва цианобактерии обогатили кислородом океан, а затем, когда пришло потепление — атмосферу. Эти процессы, считают авторы исследования, могли стать основной причиной запуска «Второго великого кислородного события».

Конечно, работа ученых не раскрывает всех секретов причин резкого насыщения кислородом океана и атмосферы, случившегося приблизительно 635 миллионов лет назад, но она позволит прояснить некоторые вопросы, которые долгое время оставались неразрешенными. 

Например, с помощью найденного материала исследователи больше узнают о древних океанах: поймут, были ли они похожи на современные, были ли теплыми, холодными, богатыми питательными веществами. Вероятно, получится даже узнать уровень их кислотности, а также химический и изотопный состав океанской воды.

Смотрите нас на youtube, читайте в Telegram. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости