Учёные «вскрыли» пузырьки воздуха возрастом 1,4 млрд лет

Кристаллы обычной каменной соли внезапно стали «архивом» атмосферы Земли, существовавшей задолго до динозавров.

Команда под руководством аспиранта RPI Джастина Парка и профессора Моргана Шаллера изучила включения жидкости и газа в галите возрастом около 1,4 млрд лет из северного Онтарио — и тем самым продвинула прямые измерения состава древнего воздуха на гигантский срок назад.

Как объясняют исследователи, в мезопротерозое на месте нынешней Канады существовал мелководный бассейн, напоминавший современные гиперсолёные впадины вроде Долины Смерти: вода испарялась, выпадали кристаллы соли, а внутри них запечатывались микроскопические «карманы» рассола и пузырьки воздуха. Эти капсулы оказались почти идеальными хранилищами — кристаллы затем были погребены осадками и оставались изолированными от внешней среды сотни миллионов лет.

Главная сложность была не в том, чтобы найти включения, а в том, чтобы корректно «прочитать» их: в кристалле одновременно присутствуют и газ, и рассол, а кислород и углекислый газ ведут себя в воде иначе, чем в воздухе. По данным RPI, Парку помогли специально собранные лабораторные установки и методика, позволяющая учитывать распределение газов между водной и газовой фазами и получать более точные оценки древней атмосферы.

Результаты оказались неожиданными. Во-первых, уровень кислорода, согласно измерениям, достигал примерно 3,7% от современного — это выше, чем многие ожидали для эпохи, которую геологи иногда иронично называют «скучным миллиардом». Во-вторых, CO₂ был примерно в 10 раз выше нынешнего, что могло поддерживать климат, сопоставимый с современным, несмотря на более тусклое древнее Солнце.

Отсюда возникает интригующий вопрос: если кислорода было достаточно, чтобы теоретически «потянуть» сложную многоклеточную жизнь, почему животные появились намного позже? Авторы подчёркивают, что их образец — это лишь «снимок» геологического времени: возможно, он зафиксировал кратковременный всплеск кислорода, а не устойчивую норму для всей эпохи.

Учёные также связывают относительно повышенный кислород с эволюционными изменениями в мире водорослей: красные водоросли появились примерно в этот период и могли заметно повлиять на производство кислорода в глобальном масштабе.