Подсказки из канадских горных пород, образовавшихся миллиарды лет назад, указывают на ранее неизвестную гибель людей, даже большую, чем массовое вымирание динозавров 65 миллионов лет назад, когда Земля потеряла почти три четверти своих видов растений и животных..
В этом вымирании участвовали не бродячие животные, а крошечные микроорганизмы, которые сформировали атмосферу Земли и в конечном итоге проложили путь для процветания этих более крупных животных.
«Это показывает, что даже когда биология на Земле полностью состоит из микробов, вы все равно можете иметь то, что можно было бы считать огромным событием вымирания, которое иначе не было бы зарегистрировано в летописи окаменелостей», - сказал Малкольм Ходжскисс, соавтор - ведущий автор нового исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Невидимые подсказки
Поскольку этот период времени предшествовал сложной жизни, исследователи не могут просто выкопать окаменелости, чтобы узнать, что жило 2 миллиарда лет назад. Даже улики, оставленные в грязи и камнях, бывает трудно обнаружить и проанализировать.
Вместо этого группа обратилась к бариту, минералу, собранному на островах Белчер в Гудзоновом заливе, Канада, который заключает в себе рекордное количество кислорода в атмосфере. Эти образцы показали, что Земля претерпела огромные изменения в своей биосфере - части планеты, занятой живыми организмами, - что закончилось огромным сокращением жизни примерно 2,05 миллиарда лет назад, что также может быть связано со снижением уровня кислорода..
«Тот факт, что эта геохимическая характеристика сохранилась, был очень неожиданным», - сказал Ходжскисс. «Что было особенно необычным в этих баритах, так это то, что у них явно была сложная история».
Взгляд на продуктивность Земли в древней истории дает представление о том, как жизнь, вероятно, будет вести себя на протяжении всего своего существования, в дополнение к информативным наблюдениям за атмосферами на планетах за пределами нашей Солнечной системы.
«Размер биосферы в течение геологического времени всегда был одним из самых больших вопросов при изучении истории Земли», - сказал Эрик Сперлинг, доцент кафедры геологических наук в Стэнфорде, который не участвовал в исследовании.. «Этот новый показатель демонстрирует, насколько взаимосвязаны биосфера и уровни кислорода и углекислого газа в атмосфере».
Биологический угол
Эта взаимосвязь между распространением жизни и атмосферным кислородом дала исследователям новые доказательства гипотетического «перенасыщения кислородом». Согласно этой теории, фотосинтез древних микроорганизмов и выветривание горных пород создали огромное количество кислорода в атмосфере, которое позже уменьшилось, поскольку выделяющие кислород организмы истощили свои запасы питательных веществ в океане и стали менее многочисленными. Эта ситуация отличается от стабильной атмосферы, которую мы знаем сегодня на Земле, где уравновешивается создаваемый и потребляемый кислород. Измерения исследователями содержания изотопов кислорода, серы и бария в барите подтверждают эту гипотезу выброса кислорода.
Исследование помогает ученым отточить свои оценки размера превышения уровня кислорода, раскрывая значительные биологические последствия уровней кислорода выше или ниже потенциала планеты.
«Некоторые из этих оценок кислорода, вероятно, требуют слишком большого количества микроорганизмов, живших в океане в прошлом Земли», - сказал соавтор Питер Крокфорд, научный сотрудник Института науки Вейцмана и Принстонского университета. «Итак, теперь мы можем начать сужать то, каким мог быть состав атмосферы с этой биологической точки зрения».
Исследование было поддержано Стэнфордским университетом МакГи и Комптон Грантс, Северной программой научной подготовки, NSERC, National Geographic, Американским философским обществом, Геологическим обществом Америки и Институтом Агурона.