Возникновение жизни на Земле тесно связано с появлением в атмосфере кислорода. Новые исследования в этой области показали, как мало мы знаем об этом периоде.

Сведения, полученные учеными, свидетельствуют о том, что первые молекулы кислорода появились в океане и, возможно, в атмосфере нашей планеты уже 2,5 миллиарда лет назад. А значит, кислородо-выделяющие микробы, такие как сине-зеленые водоросли (цианобактерии), к тому времени уже стали вырабатывать необходимый для жизни газ с помощью фотосинтеза.

Ученые исследовали горные пласты на территории Западной Австралии, залегающие на глубине 914 метров. После изучения изотопов серы, связанных с кислородом, они пришли к выводу, что этот газ мог появиться в атмосфере уже к концу Архейской эры.

Исследователи полагают, что эволюция этих организмов привела к интенсивному выбросу кислорода в атмосферу, который произошел 2,3 - 2,4 миллиарда лет назад. Однако цианобактерии стали выделять газ небольшими количествами еще за 100 миллионов лет до этого.

Почему же между первыми незначительными выбросами кислорода и интенсивным окислением прошло так много времени? Ученые предполагают, что такой большой срок можно объяснить сложной взаимозависимостью между биологическими и геологическими процессами.

По словам Ариэля Анбара, биохимика из университета Аризоны и руководителя исследования, кислород, который вырабатывался растениями при фотосинтезе, не обязательно сразу поднимался в атмосферу. Он мог быть поглощен при некоторых геологических процессах, например, газами при извержении подводных вулканов. Большая часть суши в то время была затоплена, и большинство вулканических извержений происходило под водой. Пониженные температуры в процессе извержений способствовали возникновению газов, замещающих кислород. Постепенно наземные вулканы становились более активными, чем подводные, и поглощали меньше жизненно важного газа. Благодаря этому кислород стал свободнее и в больших количествах проникать в атмосферу.

Этим объясняется тот факт, что интенсивный выброс кислорода произошел только 100 миллионов лет спустя. Независимый исследователь Карл Пилчер продолжил мысль о существовании более сложной связи между развитием жизни и планеты: "Изучение динамики появления кислорода в земной атмосфере укрепляет нашу уверенность в том, что биология и геохимия находятся в тесной взаимосвязи".

Эти исследования подтверждают то, что жизнь на Земле и сама планета развивались одновременно. Открытие стало значительным шагом в понимании природы окисления на Земле, так как оно объяснило связь между изменениями в окружающей среде и биосфере.