Колись давно пересолена водойма повністю висохла, поховавши стародавніх живих істот у кристалах солі. Сотні мільйонів років потому вчені розкололи їх і дослідили, сподіваючись зрозуміти таємниці життя на нашій планеті.
Кам’яна сіль, що приховує таємниці
Більше мільярда років тому, в неглибокій улоговині на території сучасного північного Онтаріо, субтропічне озеро, дуже схоже на сучасну Долину Смерті, випарувалося під лагідним теплом сонця, залишивши після себе кристали галіту — кам’яної солі.
Це був світ, дуже відмінний від того, який ми знаємо сьогодні. Панівною формою життя були бактерії. Червоні водорості тільки-но з’явилися на еволюційній сцені. Складні багатоклітинні організми, такі як тварини й рослини, з’явилися лише через 800 млн років.
Коли вода випарувалася в розсіл, частина її залишилася в крихітних порожнинах кристалів, фактично застигши в часі. Ці ув’язнені рідинні включення містили бульбашки повітря, які детально розкривали склад ранньої атмосфери Землі. Кристали були поховані в осаді, фактично ізольовані від решти світу протягом 1,4 млрд років, і їхні таємниці залишалися невідомими.
Розкриття стародавніх таємниць атмосфери
Команда дослідників під керівництвом аспіранта Ренсселаерського політехнічного інституту (RPI) Джастіна Парка та під керівництвом професора RPI Моргана Шаллера, доктора філософії, проаналізувала склад газів і рідин, ув’язнених у стародавніх кристалах галіту з північної частини Онтаріо, ефективно розширивши наші прямі дані про атмосферу Землі приблизно на 1,4 млрд років. Результати їхніх досліджень опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Дослідники давно знають, що рідинні включення в кристалах галіту містять зразки ранньої атмосфери Землі. Але отримання точних вимірювань із цих включень виявилося надзвичайно складним завданням: вони містять як бульбашки повітря, так і розсіл, а гази, такі як кисень і вуглекислий газ, поводяться у воді інакше, ніж у повітрі.
Дослідники намагалися скоригувати ці відмінності, щоб отримати точні показники газів, які насправді були присутні в древніх атмосферах. Парк зміг розв’язати цю проблему, частково завдяки спеціальному обладнанню, створеному в лабораторії його наукового керівника Шаллера. Дослідники застосували ці методи, щоб зрозуміти атмосферу мезопротерозойської ери.
Науковці заявляють, що подібні вимірювання вуглекислого газу ніколи раніше не проводилися. Зразки стародавнього повітря дозволяють зазирнути в цю еру історії Землі з новою точністю.
Нові дані про склад атмосфери та клімат стародавньої Землі
Дані показують, що атмосфера мезопротерозою містила 3,7 % кисню від сучасного рівня, що є напрочуд високим показником, достатнім для підтримки складного багатоклітинного тваринного життя, яке з’явилося лише через сотні мільйонів років.
Водночас вміст вуглекислого газу був удесятеро вищим за сучасний — достатнім, щоб протидіяти «слабкому молодому сонцю» і створити кліматичні умови, схожі на сучасні.
Природно виникає питання: якщо кисню було достатньо для підтримки життя тварин, чому еволюція зайняла так багато часу?
Парк підкреслює, що зразок відображає лише миттєвий знімок геологічного часу. «Це може відображати короткий, тимчасовий випадок оксигенації в цій довгій епосі, яку геологи жартома називають «нудним мільярдом», — сказав він. Це була епоха в історії Землі, що характеризувалася низьким рівнем кисню, загальною стабільністю атмосфери та геології й незначними еволюційними змінами.
«Попри свою назву, наявність прямих даних спостережень за цим періодом є надзвичайно важливою, оскільки допомагає нам краще зрозуміти, як на планеті виникло складне життя і як наша атмосфера стала такою, якою вона є сьогодні», — сказав Парк.
Кисень та червоні водорості
Попередні непрямі оцінки вмісту вуглекислого газу в цей період вказували на нижчі рівні, що суперечить іншим спостереженням, які показують, що в мезопротерозойську еру не було значних льодовиків. Прямі вимірювання високого рівня вуглекислого газу, проведені командою, в поєднанні з оцінками температури, отриманими з самої солі, свідчать про те, що клімат мезопротерозойської ери був м’якшим, ніж вважалося раніше.
Шаллер зазначає, що червоні водорості з’явилися саме в цей період історії Землі, і що вони залишаються важливим фактором, що сприяє глобальному виробництву кисню сьогодні. Відносно високий рівень кисню може бути прямим наслідком збільшення кількості та складності водоростей.
За матеріалами phys.org
