Минеральные частицы сыграли ключевую роль в повышении уровня кислорода в атмосфере Земли миллиарды лет назад, что имело серьезные последствия для развития разумной жизни, говорится в новом исследовании.

До сих пор ученые утверждали, что уровень кислорода повышался в результате фотосинтеза водорослей и растений в море, где кислород производился как побочный продукт и попадал в атмосферу.

Однако исследовательская группа из Университета Лидса утверждает, что теория фотосинтеза не полностью объясняет повышение уровня кислорода.

В статье, опубликованной в понедельник, 6 марта, в журнале Nature Geoscience, исследователи утверждают, что когда водоросли и растения погибли, они были бы поглощены микробами - процесс, который забирает кислород из атмосферы.

В результате количество кислорода в атмосфере было балансом между тем, что вырабатывалось в процессе фотосинтеза, и тем, что терялось в результате разложения мертвых растений и водорослей.

Чтобы уровень кислорода в атмосфере стал выше, по мнению ученых, процесс разложения должен был быть замедлен или остановлен. Это произошло благодаря так называемой минерально-органической консервации углерода, когда минералы в океанах, особенно частицы железа, связываются с мертвыми водорослями и растениями и тормозят их распад и разложение.

В результате уровень кислорода смог беспрепятственно увеличиться.

Кэролайн Пикок, профессор биогеохимии в Школе Земли и окружающей среды в Лидсе, возглавлявшая исследование, сказала: "Ученые уже много лет знают, что минеральные частицы могут связываться с мертвыми водорослями и растениями, делая их менее восприимчивыми к атакам микробов и защищая их от процесса разложения, но вопрос о том, способствуют ли минеральные частицы повышению уровня кислорода в атмосфере, никогда не проверялся".

Исследователи решили проверить свою теорию на известных геологических событиях, когда уровень минеральных частиц, вероятно, был выше, например, при образовании континентов, что привело к увеличению площади суши, с которой минералы, включая частицы железа, могли сдуваться или вымываться в океаны.

Например, во время Великого окислительного события 2,4 миллиарда лет назад произошел скачок уровня кислорода в атмосфере. Это совпало с постепенным формированием континентов, в результате чего в океаны попало бы большее количество минеральных частиц.

Доктор Мингю Чжао, ранее работавший в Лидсе, а теперь в Китайской академии наук в Пекине, провел исследование. Он сказал: "Увеличение количества минеральных частиц в океанах привело бы к снижению скорости разложения водорослей. Это оказало значительное влияние на уровень кислорода, позволив ему повыситься".

Увеличение содержания кислорода в атмосфере имело серьезные последствия для развития жизни. Это привело к эволюции все более сложных организмов, которые перешли от обитания в воде к жизни на суше.

По мнению профессора Пикок, это исследование не только позволяет лучше понять, как атмосфера Земли стала насыщаться кислородом, но и дает представление о том, какие условия необходимы для развития сложной жизни на других планетах.

Она сказала: "Наше исследование дает новое понимание того, как атмосфера Земли стала богатой кислородом, что в конечном итоге позволило развиться сложным формам жизни.

Это дает нам важное представление о том, какие условия должны существовать на других планетах для развития разумной жизни".

"Наличие воды на планете - это только часть истории. Должна быть суша, чтобы обеспечить источник минеральных частиц, которые в конечном итоге окажутся в океанах".