Про зародження життя на Землі

Про зародження життя на Землі
Цей малюнок ілюструє, що неорганічний вуглець проходить крізь мантію швидше, ніж органічний вуглець, який містить дуже мало ізотопного вуглецю-13. І неорганічний, і органічний вуглець потрапляють у мантію Землі в зонах субдукції (угорі зліва). Через різну хімічну поведінку неорганічний вуглець має тенденцію до повернення через виверження на дугових вулканах над зоною субдукції (центром). Органічний вуглець йде за більш тривалим маршрутом, оскільки він втягується в мантію (дно) і повертається через вулкани океанських островів (праворуч). Різниця в часі переробки, в поєднанні з посиленням вулканізму, може пояснити ізотопні відмітини вуглецю в гірських породах, які пов'язані як з Великим окисленням, близько 2,4 мільярдів років тому, так і з наступною подією Ломагунді (J. Eguchi/University of California, Riverside).

Науковці вважають, що причиною «Великої кисневої події» (Great Oxigenation Event, її ще називають Кисневою катастрофою) 2,5 млрд років тому, коли атмосфера Землі кардинально змінилася і наситилася киснем, були тектонічні процеси, а не біологічні.

До такого висновку прийшли геологи університету Райса в США, передає Phys.org. Хоча фотосинтезуючі ціанобактерії, які вважаються основними постачальниками кисню в атмосферу, з’явилися за 500 мільйонів років до Кисневої катастрофи.

Киснева катастрофа і Ломагунді (Lomagundi – зміна співвідношення ізотопів вуглецю в карбонатних породах) відбулися через різке збільшення тектонічної активності, що призвело до появи великої кількості вулканів, які вивергали вуглекислий газ в атмосферу.

Мінерали на суші стали більше вивітрюватися через велику кількість опадів. Клімат при цьому став тепліше. Вуглець з стоків потрапляв в океани, де викликав бум в розмноженні ціанобактерій і накопиченні карбонатів. В результаті в атмосфері накопичувався кисень.

Подія Ломагунді сталася, коли вуглець-13 з карбонатів повернувся на поверхню Землі, і закінчилася, коли настала черга вуглецю-12. Як з’ясувалося, ці викиди вуглекислого газу були дуже важливими для поширення життя.

Дихаюча атмосфера Землі є ключовою для життя, і нове дослідження припускає, що перший сплеск кисню був доданий цілим рядом вулканічних вивержень, викликаних тектонікою. Головний автор досліджень Джеймс Егучі (James Eguchi, співробітник НАСА в Каліфорнійському університеті). На думку Егучі і Дасгупта та Сілеса з його команди такий сценарій може бути представлений наступними факторами:

– різке збільшення тектонічної активності призвело до утворення сотень вулканів, які викидали вуглекислий газ в атмосферу;

– клімат потеплішав, збільшилася кількість опадів, що прискорило вивітрювання і хімічне руйнування скелястих корисних копалин на планеті;

– активне вивітрювання спричинило багатий мінералами стік, який виливався в океани, підтримуючи бум як ціанобактерій, так і карбонатів;

– органічний та неорганічний вуглець із цих речовин скупчувався на морському дні та врешті решт рециркулювався назад у мантію Землі в зонах субдукції, де океанічні плити підсовуються під континенти;

– неорганічний вуглець в осадах, розміщений у карбонатах і переправлений назад в мантію Землі, зазвичай звільняється швидше, повторно потрапляючи назад в атмосферу через дугові вулкани безпосередньо над зонами субдукції;

– органічний вуглець, який містить дуже мало вуглецю-13, потрапляє глибоко в мантію і з’являється знову через сотні мільйонів років з вуглекислим газом з вулканів острівних точок, таких як на Гаваях.