Кисень у стародавній атмосфері: «залізний» доказ поставлено під сумнів

Вважається, що приблизно 2,7 мільярда років ціанобактерії, що жили в океані, навчилися здобувати кисень з води і сонячного світла, а через ще приблизно 300-400 мільйонів років кисень почав накопичуватися в земній атмосфері. Проте, результати недавнього дослідження, можливо, примусять переглянути цю гіпотезу.

Гіпотеза про появу кисню в атмосфері заснована, перш за все, на вивченні мінеральних відкладень, відомих як полосні залізорудні формації, ПЗФ (у них чергуються шари - смужки - окису заліза і кварця). Передбачається, що шари окису заліза в цих стародавніх формаціях не могли з'явитися інакше як в результаті взаємодії заліза з киснем, що вироблявся ціанобактеріями. Цим же пояснюється і розрив між появою ціанобактерій і помітним накопиченням кисню в атмосфері: кисень, що вироблявся за допомогою фотосинтезу ціанобактеріями, потрапивши в атмосферу, миттєво вступав у реакцію з розчиненим в океані залізом. Зрештою, на дні океанів утворилися величезні поклади гематитів (Fe2О3) і магнетитів (Fe3О4).

Проте деякі вчені закликають не незважати й на іншу можливість походження ПЗФ. У 90-і роки минулого століття німецькі дослідники виявили, що пурпурні бактерії - мікроорганізми, що з'явилися ще раніше, ніж ціанобактерії, - здатні окислювати залізо без участі кисню (в процесі анаеробного фотосинтезу, використовуваного ними для отримання енергії зі світла і двоокису вуглецю). А якщо так, то виходить, що шари окису заліза в ПЗФ вже не можуть виступати як надійний доказ наявності в стародавній атмосфері кисню.

Нещодавні досліди, проведені фахівцями з Каліфорнійського технологічного інституту, німецького Університету Тюбінгена і канадського Університету Альберти, підтвердили той факт, що шари окису заліза в ПЗФ насправді могли з'являтися в результаті діяльності пурпурних бактерій. Клавдія Паськуеро (Claudia Pasquero) з Каліфорнійського інституту визначила навіть товщину шару пурпурних бактерій, який був би необхідний для повного окису частинок заліза. Її розрахунки показали, що вона повинна складати близько 17 метрів (зараз шари бактерій такої товщини можна знайти, наприклад, у Чорному морі).

«Суть питання в тому, як саме утворилися ПЗФ, - говорить Діана Ньюман (Dianne Newman) з Каліфорнійського інституту. - Вважається, що ПЗФ відображають історію появи кисню на Землі, але це може бути справедливо по відношенню не до всіх з них».

Як передають «Елементи», зараз вчені зайняті пошуком біомаркерів, які дозволили б надійно розрізняти ПЗФ, що з'явилися під впливом різних типів бактерій, йдеться в прес-релізі Каліфорнійського інституту.