Исследование аспиранта Университета Миннесоты в Дулуте (UMD) Моджтабы Фахраи и доцента Сергея Кацева отодвинуло важную веху в эволюции окружающей среды Земли примерно на 250 миллионов лет назад. Хотя считается, что кислород впервые накопился в атмосфере Земли около 2,45 миллиарда лет назад, новые исследования показывают, что океаны содержали много кислорода задолго до этого времени, обеспечивая богатую энергией среду обитания для ранней жизни. Результаты двух ученых UMD и их соавтора Шона Кроу из Университета Британской Колумбии были опубликованы в рецензируемом журнале Science Advances.
«Когда крошечные бактерии в океане начали производить кислород, это стало важным поворотным моментом и изменило химический состав Земли», - пояснил Кацев. «Наша работа точно определяет время, когда океан начал накапливать кислород на уровнях, которые существенно изменили бы химический состав океана, и это примерно на 250 миллионов лет раньше, чем мы знали об атмосфере. Это примерно отрезок времени от первого появления динозавров до сегодня."
Результаты важны, по мнению авторов, потому что они углубляют наше понимание условий на Земле, когда вся жизнь состояла из одноклеточных микробов, а их метаболизм, который мы знаем сегодня, только зарождался.
«Это помогает нам теоретизировать не только о ранней жизни на Земле, но и о признаках жизни, которые мы могли бы найти на других планетах», - сказал Фахраи.
Выводы исследования являются результатом создания детальной компьютерной модели химических реакций, происходивших в отложениях океана. Исследователи сосредоточились на круговороте серы и смоделировали модели, по которым три разных изотопа серы могли сочетаться в древних осадочных породах. Сравнив результаты модели с большим количеством данных о древних горных породах и морской воде, они смогли определить, как уровни серы и кислорода были связаны и ограничивали концентрации кислорода и сульфатов в древней морской воде..
«Мы пытаемся реконструировать функционирование ранней жизни и ранней среды», - сказал Кацев. «Никто на самом деле не смотрел на то, как изотопные сигналы, которые генерировались в атмосфере и океане, трансформировались в осадочные породы. изменены в процессе."
Большая часть этого исследования основана на прошлой работе членов команды, а результаты моделирования помогают собрать воедино некоторые наблюдения, которые казались противоречивыми.«Мы решили некоторые загадки в исторической временной шкале и противоречия, существовавшие в записях об изотопах серы», - сказал Фахраи.