Уточнены два периода в истории Земли, когда содержание атмосферного кислорода резко увеличивалось - Гранит науки - 2009-09-16

Уточнены два периода в истории Земли, когда содержание атмосферного кислорода резко увеличивалось – это удалось сделать с помощью нового метода, основанного на определении изотопов хрома в железистых породах.

Работа группы ученых под руководством профессора геологии Роберта Фрея (Robert Frei) из Университета Копенгагена (University of Copenhagen) увязывает количество атмосферного кислорода с температурными изменениями на планете. Датские исследователи в сотрудничестве с коллегами из Уругвая и Великобритании изучали в разных частях света богатые железом породы, известные под названием полосчатые железистые формации, по ходу дела разработав новый геохронологический метод. Ключевым элементом здесь является хром - он показатель количества кислорода в воздухе. Если кислорода мало, то хром связывается с каменной породой в одной изотопной форме, т.е. представлен в ней одной из своих разновидностей (Cr-52). Но когда количество атмосферного кислорода увеличивается, марганец, находящийся в той же породе, превращается в окись марганца, которая отнимает электроны у ближайшего хрома, и в результате хром переходит в другую изотопную форму (Cr-53), легко окисляемую и легко растворимую. Так он вовлекается в круговорот воды. Попав в океан, этот хром реагирует с железом и снова оказывается заключенным в каменную породу в своем первоначальном изотопном виде. Порода эта представляет собой уже упомянутые полосчатые железистые формации, по которым можно судить о количестве атмосферного кислорода в момент их образования.

Результаты, полученные группой профессора Фрея и опубликованные в последнем номере Nature (10 September, 2009), показывают, что в 4.5-миллиардной истории Земли было два периода очень значительных изменений в количестве атмосферного кислорода. Первый скачок в сторону увеличения имел место 2 миллиарда 450 миллионов лет назад и длился 250 миллионов лет. Второй всплеск длился почти столько же и начался 800 миллионов лет назад. По мнению ученых, именно во время второго резкого повышения концентрации кислорода в воздухе произошло проникновение этого газа в океанические глубины, что обусловило возможность существования жизни на самом дне. Высокое содержание кислорода в океане, по мнению авторов, обеспечило бурную жизнь морских организмов, потребляющих также углекислоту. Это в свою очередь привело к уменьшению углекислого газа в атмосфере, следовательно, к охлаждению земной поверхности. Вся история нашего климата – это история баланса между СО2 и кислородом в атмосфере. Как отмечает профессор Фрей, два периода существенного увеличения количества атмосферного кислорода в конце концов привели к похолоданию климата на планете.