Вчені виявили сліди найдавнішого кисню на Землі

Міжнародна група дослідників під керівництвом професора Роберта Фрея виявила сліди перших кисневих процесів, які відбувалися 3,8 мільярдів років тому. Дослідження було опубліковано в журналі.

Вчені вивчили зразки залізистих порід формації Ісуа в Гренландії, вік яких досягав 3,7-3,8 мільярдів років. Зразки являли собою морські відкладення з шарів діоксиду кремнію і гідроксидів заліза. При цьому на хімічний склад осадових порід вплинули окислювально-відновлювальні процеси, які відбувалися в стародавньому океані і залежали, в свою чергу, від обмінних процесів між гідросферою, атмосферою і сушею.

Вчені визначили співвідношення ізотопів хрому в кремнієвих і залізистих шарах морських відкладень. При цьому вчені спиралися на той факт, що в присутність атмосферного кисню на поверхні суші відбувається окислювальне вивітрювання порід. При цьому важкий ізотоп хрому, ⁵³Cr, більшою мірою вимивається і переноситься річками в океани, ніж ⁵²Cr. Також дослідники детально вивчили мінеральний склад осадових порід, щоб виключити вплив на ізотопний склад вторинних гідротермальних процесів.

Результати дослідження продемонстрували невелике зміщення співвідношення ізотопів хрому в бік більш важкого ізотопу ⁵³Cr. Це вказує на те, що деяка кількість атмосферного кисню з'явилася на Землі ще 3,8 мільярда років тому, під час архейського еона. Поки ще важко визначити, який міг бути точний вміст кисню в атмосфері в той час, проте вчені вважають, що його появі могли сприяти примітивні фотосинтезуючі організми.

Приблизно 2,4 мільярда років тому відбулася глобальна зміна складу атмосфери Землі, відома як киснева катастрофа. Її результатом стала поява великих концентрацій вільного атмосферного кисню. При цьому загальний характер атмосфери змінився з відновного на окислювальний, що призвело до появи спільнот аеробних організмів. Також киснева катастрофа стала причиною Гуронського оледеніння, яке тривало близько 300 мільйонів років.