Новое исследование в области научных достижений раскрывает жизненно важную роль, которую докембрийские микробы, возможно, сыграли в двух самых больших тайнах ранней Земли.
Исследователи Университета Британской Колумбии (UBC) и сотрудники из университетов Альберты, Тюбингена, Автономы в Барселоне и Технологического института Джорджии обнаружили, что предки современных бактерий культивируются в богатом железом озере в Демократической Республике. Конго, возможно, сыграл ключевую роль в поддержании теплого климата Земли на раннем этапе и в формировании крупнейших в мире месторождений железной руды миллиарды лет назад.
Бактерии обладают особыми химическими и физическими свойствами, которые при полном отсутствии кислорода позволяют им преобразовывать энергию солнечного света в ржавые минералы железа и в клеточную биомассу. Биомасса в конечном итоге вызывает производство метана, мощного парникового газа, другими микробами.
«Используя современные геомикробиологические методы, мы обнаружили, что у некоторых бактерий есть поверхности, которые позволяют им выделять минералы железа, что позволяет им экспортировать эти минералы на морское дно для образования рудных месторождений», - сказала Кэтрин Томпсон, ведущий автор. исследования и аспирант кафедры микробиологии и иммунологии.
"Отделенные от своих ржавых минеральных продуктов, эти бактерии затем переходят к кормлению других микробов, которые производят метан. Этот метан, вероятно, и поддерживал тепло ранней атмосферы Земли, хотя солнце было намного менее ярким, чем сегодня."
Это возможное объяснение парадокса «слабого молодого солнца», придуманного астрономом Карлом Саганом. Парадокс заключается в том, что на ранней Земле были жидкие океаны, однако балансы тепла, рассчитанные на основе светимости раннего Солнца и современной химии атмосферы, подразумевают, что Земля должна была быть полностью заморожена. Замерзшая Земля не могла бы поддерживать очень много жизни. Богатая метаном атмосфера, образованная в связи с крупномасштабными месторождениями железной руды и жизнью, была первоначально предложена исследователем атмосферы из Мичиганского университета Джеймсом Уокером в 1987 году. вероятно, были ответственны.
«Фундаментальные знания, которые мы получаем в результате исследований с использованием современных геомикробиологических инструментов и методов, меняют наш взгляд на раннюю историю Земли и процессы, которые привели к появлению на планете сложной жизни, включая людей», - сказал старший автор исследования. статья, Шон Кроу, канадский исследователь геомикробиологии и адъюнкт-профессор UBC.
"Эти знания о химических и физических процессах, посредством которых бактерии взаимодействуют с окружающей средой, также могут быть использованы для разработки и проектирования новых процессов восстановления ресурсов, новых строительных материалов и новых подходов к лечению болезней."
В будущем такая геомикробиологическая информация, вероятно, будет иметь неоценимое значение для крупномасштабных геоинженерных работ, которые могут быть использованы для удаления CO2 из атмосферы для улавливания углерода и хранения, и снова воздействовать на климат посредством взаимодействия бактерий и минералов.