Древний океан был богат железом даже после кислородной революции

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) и их коллеги показали, что глубины древнего океана были не только лишены кислорода, но и богаты железом почти на миллиард лет дольше, чем считалось, — вплоть до начала расцвета животного мира.

Большинство учёных полагают, что 2,4 млрд лет назад и раньше Земля содержала только следовые количества кислорода, а океаны были наполнены железом. Однако о том, что происходило 2,4–0,5 млрд лет назад, ведутся споры. Классические модели утверждают, что океан наполнялся кислородом одновременно с атмосферой. Тогда же из океанов исчезли так называемые полосчатые месторождения железа: океан «проржавел».

Около десяти лет назад, однако, набрала обороты другая гипотеза, связанная с сероводородом: мол, именно это вещество, выделяемое бактериями в отсутствие кислорода, нанесло смертельный удар по железорудным месторождениям.

«Проблема с самого начала была связана с отсутствием физических свидетельств концентрации кислорода, железа и сероводорода в середине истории Земли, особенно в критический период 1,8–0,8 млрд лет назад, — отмечает автор исследования Ной Планавский. — Некоторые работы говорили о том, что железо вернулось в океан около 0,8 млрд лет назад, но мы пришли к выводу, что глубины оставались насыщенными железом непрерывно с момента оскигенации и до расцвета животного мира».

Учёные из США, Канады, Австралии и Китая добыли новые образцы пород со всего мира и смогли восстановить цепь событий. Эта беспрецедентная летопись говорит о том, что в течение 90% истории Земли Мировой океан был богат железом, несмотря на присутствие сероводорода и кислорода. Концентрация железа снижалась только ближе к поверхности и на мелководье.

Теперь предстоит рассмотреть следующий вопрос: существовала ли нехватка питательных веществ, связанная с широким распространением сероводорода и душившая ранние этапы эволюции. «Наш вывод о бескислородных и богатых железом глубинах океана не означает, что жизни было легко, — говорит соавтор исследования Тимоти Лайонс. — По краям океана могло сохраниться достаточное количество сероводорода, способное ограничить концентрацию питательных веществ».

Результаты исследования также указывают на то, что ни кислород, ни сероводород не привели к исчезновению отложений железа около 1,8 млрд лет назад (к этому времени относятся последние крупные месторождения). Учёные полагают, что гидротермальные системы на дне океана являются наиболее важным фактором, определяющим распределение железной руды. «Эти отверстия на дне, связанные с магматической активностью, способны перекачивать огромное количество железа в океан, — поясняет г-н Планавский. — Предыдущие изыскания показали снижение количества железа, поступавшего из гидротермальных систем, около 1,8 млрд лет назад. Мы располагаем убедительными вещественными доказательствами истинности этой гипотезы: железо могло сохраняться в океане на уровнях ниже тех, которые необходимы для формирования рудных месторождений».

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Дмитрий Целиков

Источники: