«Апостериори»: Фосфор мог поддержать первое устойчивое накопление кислорода в атмосфере

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Фосфор мог играть важную роль в том, почему кислород однажды закрепился в атмосфере Земли, а не исчез снова.

Около 2,4 миллиарда лет назад начался Великий кислородный эпизод – первый длительный рост содержания кислорода в атмосфере. Его источником был фотосинтез микроорганизмов. Но появление кислорода ещё не гарантировало его устойчивого накопления: он активно реагировал с восстановленными веществами в океане и горных породах.

В исследовании, опубликованном 27 августа 2026 года в Nature Communications, геохимики изучили круговорот фосфора во время последних крупных оледенений этого периода. Для анализа использовали породы супергруппы Трансвааль в Южной Африке.

Фосфор – один из главных питательных элементов для жизни. Если после оледенения усиливается выветривание континентов, реки приносят в океан больше фосфора. Это может стимулировать рост фотосинтезирующих организмов, а значит, и производство кислорода.

Авторы разделили фосфор в древних осадках на несколько химических фракций и реконструировали, насколько легко он мог возвращаться из донных отложений обратно в воду. Получилась динамичная система обратных связей между содержанием кислорода, серы и доступностью питательных веществ.

После отступления ледников усиленное выветривание могло приносить дополнительный фосфор и способствовать очередному росту содержания кислорода. Но изменение химии океана одновременно влияло на то, насколько эффективно фосфор захоранивался в осадках или снова становился доступным организмам.

Компьютерное моделирование показало, что эти процессы способны вызывать сильные колебания атмосферного кислорода. Это хорошо согласуется с современным представлением о Великом кислородном эпизоде не как об одном резком скачке, а как о продолжительном и нестабильном переходе, занявшем сотни миллионов лет.

Исследование не утверждает, что фосфор был единственной причиной кислородной революции. На неё влияли фотосинтез, вулканизм, состав океана, выветривание и захоронение органического вещества. Но новая работа показывает, как климатические изменения могли через круговорот одного питательного элемента усиливать или ослаблять производство кислорода.

Это важный пример того, как жизнь и геология меняют друг друга. Кислородная атмосфера создала условия для последующей эволюции сложной жизни, но сама её устойчивость могла зависеть от того, сколько фосфора древние реки приносили в океан. В современном мире похожий принцип виден в эвтрофикации: избыток питательных веществ усиливает биологическую продукцию, а последующее разложение органики меняет кислородный режим воды.

Для древней Земли цепочка была сложнее, потому что атмосфера и океан содержали намного меньше кислорода, а серный цикл работал иначе. Именно поэтому авторы совместили химический анализ пород с биогеохимической моделью: отдельная концентрация фосфора сама по себе не позволяет восстановить атмосферу двухмиллиардной давности.