Учёные выяснили, что переработка фосфора могла помочь Земле сохранять кислород в атмосфере более 2 млрд лет назад и поддерживать условия для развития жизни.
После Великого окислительного события, произошедшего около 2,3 млрд лет назад, содержание кислорода в атмосфере и океанах начало расти. Однако для устойчивого накопления газа было недостаточно одного его появления: кислород мог вступать в химические реакции и снова исчезать. Исследование, проведённое при участии геолога Калифорнийского университета в Риверсайде Андрея Беккера, показывает, что важную роль в сохранении кислорода мог сыграть круговорот фосфора.
Работа опубликована в журнале Nature Communications. Исследователи считают, что увеличение количества кислорода в океане сопровождалось ростом концентрации сульфатов. Микроорганизмы использовали эти соединения для более эффективного разложения органики, благодаря чему фосфор высвобождался в морскую воду и становился доступнее для живых организмов.
Дополнительный фосфор поддерживал рост биомассы, а вместе с ним увеличивалось захоронение органического углерода в осадках. Это имело значение для кислородного баланса: органические вещества, оставшиеся на дне и не разложившиеся, не вступали в реакции с кислородом. «Живые организмы не могут нормально расти и функционировать без фосфора. Когда его стало больше в океанах, это позволило захоронить больше органического углерода. Побочным эффектом стало дальнейшее поступление кислорода в атмосферу», — сказал Беккер.
Чтобы проверить эту гипотезу, учёные изучили древние породы Южной Африки и провели их химический анализ по отдельным минералам. Такой метод позволил разделить фосфор, доступный организмам, и его формы, практически недоступные для использования. Ранее анализы показывали лишь общее содержание элемента в породе, но не позволяли установить, какая его часть могла участвовать в жизни древнего океана.
Полученные данные также указывают, что после Великого окислительного события уровень кислорода оставался нестабильным и в течение десятков миллионов лет заметно колебался. По словам Беккера, ограничением для появления сложных организмов могла быть не только нехватка кислорода: на эволюцию могли влиять и другие условия среды либо биологические факторы. Авторы работы отмечают, что современное снижение содержания кислорода в морях из-за изменения климата способно вновь повлиять на доступность фосфора, продуктивность и устойчивость морских экосистем. Об исследовании сообщил сайт SciTechDaily.