Команда дослідників вивчила гази та рідини, замкнені в кристалах галіту, знайдених на території сучасної Канади. Ці кристали утворилися близько 1,4 мільярда років тому, коли озеро на місці нинішнього Онтаріо випаровувалося, залишаючи розсіл і бульбашки повітря, законсервовані в солі. Саме вони стали прямими зразками давньої атмосфери. Про це розповідає 24 Канал із посиланням на Gizmodo.
Дивіться також Вчені відкрили незвичну таємницю про статуї з острова Пасхи
Що розповіли кристали солі про давню атмосферу Землі?
Результати аналізу опублікували в журналі PNAS. За словами співавтора роботи, науковця з Ренсселерського політехнічного інституту Моргана Шаллера, такі вимірювання раніше не проводилися. Він наголосив, що це реальні зразки повітря з глибокої давнини, а не непрямі оцінки.
Основною складністю було відокремити гази в тому стані, в якому вони існували мільярди років тому. Кисень і вуглекислий газ поводяться по-різному в повітрі та у воді, тому точні вимірювання з рідинних включень довгий час залишалися проблемою. Команда використала метод, раніше розроблений провідним автором дослідження Джастіном Парком, що дозволило отримати більш точні дані.
З'ясувалося, що в мезопротерозойську еру атмосфера містила приблизно в десять разів більше вуглекислого газу, ніж сьогодні. Це допомагало підтримувати клімат, схожий на сучасний, попри те, що Сонце тоді світило слабше. Поєднання високого рівня CO2 і температурних оцінок на основі соляних відкладень свідчить, що клімат того періоду був м'якшим, ніж вважалося раніше.
Не менш несподіваним виявився рівень кисню. Він становив близько 3,7% від сучасного. Хоча це значно менше за нинішні показники, така концентрація була вищою за очікування і теоретично могла підтримувати складні форми життя. Водночас на Землі тоді домінували бактерії, а червоні водорості лише починали з'являтися. Тварини і рослини виникли значно пізніше, приблизно через 800 мільйонів років.
Це породжує питання, чому розвиток складного життя відбувався так повільно. Джастін Парк припускає, що зафіксовані показники можуть відображати короткий епізод підвищення рівня кисню всередині тривалого періоду, який геологи жартома називають "нудним мільярдом". Цю епоху характеризували стабільні умови, низький вміст кисню та повільні еволюційні зміни.
Оскільки червоні водорості сьогодні виробляють значну частину кисню на планеті і з'явилися приблизно в той самий час, вчені не виключають, що саме зростання їхньої чисельності могло призвести до тимчасового збагачення атмосфери. Морган Шаллер зазначає, що дослідникам, ймовірно, вдалося зафіксувати незвичайний і важливий момент посеред "нудного мільярда".
Раніші оцінки рівня вуглекислого газу, засновані на непрямих даних, вказували на нижчі значення. Це погано узгоджувалося з геологічними свідченнями відсутності масштабних зледенінь у мезопротерозої. Нові вимірювання допомагають узгодити ці суперечності та краще зрозуміти еволюцію атмосфери.
На думку авторів дослідження, прямі дані з цього періоду мають ключове значення для розуміння того, як на Землі виникло складне життя і як сформувався склад атмосфери, який існує сьогодні.