Новая модель палеогеологов ставит под сомнение связь явления Ломагунди (всплеск углерода-13 2,2 млрд лет назад) с кислородной катастрофой 2,45 млрд лет назад и уточняет масштаб геохимических изменений на ранней Земле.
Международная команда ученых разработала новую модель, объясняющую связь между всплеском изотопа углерода-13 (событие Ломагунди) и кислородной катастрофой, произошедшей примерно 2,45 миллиарда лет назад. Исследование было опубликовано в сборнике Proceedings of the National Academy of Sciences.
Применяя статистический метод с минимальным числом предположений, исследователи проанализировали данные о древних морских отложениях со всего мира. Модель продемонстрировала, что увеличение содержания углерода-13 в карбонатных породах, относящихся к эпохе великого окисления, оказалось значительно менее значительным, чем предполагалось, и произошло раньше общепринятых датировок.
Углерод-13 — один из двух стабильных изотопов углерода, который формируется в результате распада радиоактивных изотопов бор-13 и азот-13. Доля основного изотопа углерода-12 на планете всегда значительно выше. В настоящее время доля углерода-13 составляет около 1,067%. Однако в периоды глобальных изменений в биосфере содержание «альтернативного» углерода резко возрастает. Это связано с тем, что массовое вымирание видов снижает уровень более легкого углерода-12 и соответственно увеличивает долю более тяжелого углерода-конкурента.
Ранее исследователи связывали положительные аномалии углерода-13 (в частности, событие Ломагунди 2,175 миллиарда лет назад, когда содержание 13C достигло рекордных 14%) с массовым захоронением органического углерода и увеличением объемов кислорода. Однако новая работа демонстрирует, что этот процесс был менее масштабным, но более ранним и более длительным, чем считалось ранее.
Цианобактерии начали производить кислород приблизительно 2,9 миллиарда лет назад, но он долгое время не накапливался в атмосфере из-за химических реакций. Постепенный рост объемов кислорода сопутствовал глобальным климатическим изменениям, включая возможные периоды глобального и локального оледенения, которые замедляли размножение цианобактерий. Тем не менее, за полмиллиарда лет концентрация кислорода все же возросла достаточно, чтобы привести к массовому вымиранию анаэробных организмов. Именно поэтому данное событие и именуют в русскоязычной традиции кислородной катастрофой.
Однако между вымиранием анаэробов и пиком события Ломагунди находится разрыв в 275 миллионов лет, что не позволяет уверенно утверждать о прямой причинно-следственной связи двух процессов. Как гласит латинская пословица, post hoc non ergo propter hoc — «после этого не значит поэтому».
В совокупности новые данные уточняют представления о ранней истории Земли и показывают, что геохимические сигналы, по которым ученые судят о прошлом, могут требовать частичного или полного пересмотра.