Команда исследователей изучила газы и жидкости, запертые в кристаллах галита, найденных на территории современной Канады. Эти кристаллы образовались около 1,4 миллиарда лет назад, когда озеро на месте нынешнего Онтарио испарялось, оставляя рассол и пузырьки воздуха, законсервированные в соли. Именно они стали прямыми образцами древней атмосферы. Об этом рассказывает 24 Канал со ссылкой на Gizmodo.
Смотрите также Ученые открыли необычную тайну о статуях с острова Пасхи
Что рассказали кристаллы соли о древней атмосфере Земли?
Результаты анализа опубликовали в журнале PNAS. По словам соавтора работы, ученого из Ренсселерского политехнического института Моргана Шаллера, такие измерения ранее не проводились. Он подчеркнул, что это реальные образцы воздуха из глубокой древности, а не косвенные оценки.
Основной сложностью было отделить газы в том состоянии, в котором они существовали миллиарды лет назад. Кислород и углекислый газ ведут себя по-разному в воздухе и в воде, поэтому точные измерения из жидкостных включений долгое время оставались проблемой. Команда использовала метод, ранее разработанный ведущим автором исследования Джастином Парком, что позволило получить более точные данные.
Выяснилось, что в мезопротерозойскую эру атмосфера содержала примерно в десять раз больше углекислого газа, чем сегодня. Это помогало поддерживать климат, похожий на современный, несмотря на то, что Солнце тогда светило слабее. Сочетание высокого уровня CO2 и температурных оценок на основе соляных отложений свидетельствует, что климат того периода был мягче, чем считалось ранее.
Не менее неожиданным оказался уровень кислорода. Он составлял около 3,7% от современного. Хотя это значительно меньше нынешних показателей, такая концентрация была выше ожиданий и теоретически могла поддерживать сложные формы жизни. В то же время на Земле тогда доминировали бактерии, а красные водоросли только начинали появляться. Животные и растения возникли значительно позже, примерно через 800 млн лет.
Это порождает вопрос, почему развитие сложной жизни происходило так медленно. Джастин Парк предполагает, что зафиксированные показатели могут отражать короткий эпизод повышения уровня кислорода внутри длительного периода, который геологи в шутку называют "скучным миллиардом". Эту эпоху характеризовали стабильные условия, низкое содержание кислорода и медленные эволюционные изменения.
Поскольку красные водоросли сегодня производят значительную часть кислорода на планете и появились примерно в то же время, ученые не исключают, что именно рост их численности мог привести к временному обогащению атмосферы. Морган Шаллер отмечает, что исследователям, вероятно, удалось зафиксировать необычный и важный момент посреди "скучного миллиарда".
Более ранние оценки уровня углекислого газа, основанные на косвенных данных, указывали на более низкие значения. Это плохо согласовывалось с геологическими свидетельствами отсутствия масштабных оледенений в мезопротерозое. Новые измерения помогают согласовать эти противоречия и лучше понять эволюцию атмосферы.
По мнению авторов исследования, прямые данные из этого периода имеют ключевое значение для понимания того, как на Земле возникла сложная жизнь и как сформировался состав атмосферы, существующий сегодня.