Обычная соль оказалась капсулой времени: внутри нашли воздух Земли миллиардолетней давности
Кристаллы обычной на первый взгляд соли оказались уникальной капсулой времени, сохранившей атмосферу Земли возрастом более миллиарда лет. В них ученые обнаружили прямые следы воздуха и климата далекой геологической эпохи, которую долго считали относительно стабильной и бедной на события. Новые данные меняют представления о составе древней атмосферы и условиях, в которых формировался углеродный цикл планеты. Об этом сообщает издание "Наука Mail".
Соль как хранилище древнего воздуха
Исследование провела группа ученых под руководством аспиранта Политехнического института Ренсселера Джастина Парка и профессора Моргана Шаллера. Объектом их работы стали кристаллы каменной соли, найденные на севере канадской провинции Онтарио. Эти кристаллы сформировались около 1,4 миллиарда лет назад, когда субтропическое озеро постепенно испарялось под воздействием солнца.
В процессе роста соли внутри нее образовались микроскопические полости. В них оказались заперты капли древнего рассола и крошечные пузырьки атмосферного воздуха того времени. Важнейшая особенность находки заключается в том, что образцы оставались изолированными в осадочных породах на протяжении всего этого срока, практически не подвергаясь внешнему воздействию.
Как удалось измерить состав атмосферы
Основной сложностью для исследователей стало получение точных данных о газовом составе включений. Внутри кристаллов одновременно присутствовали и воздух, и рассол, а газы ведут себя в этих средах по-разному. Прямые измерения без учета этого фактора могли привести к искажению результатов.
Для решения задачи ученые применили специально разработанную методику, позволившую скорректировать данные и разделить вклад газов, растворенных в жидкости, и газов из воздушных пузырьков. Итоги работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences и стали одними из немногих прямых свидетельств состава атмосферы мезопротерозойской эры.
Неожиданные уровни кислорода и CO₂
Анализ показал, что содержание кислорода в атмосфере того времени составляло около 3,7%. Это значительно ниже современного уровня в 21%, но заметно выше, чем предполагали многие модели для этого периода. Одновременно концентрация углекислого газа оказалась примерно в десять раз выше нынешних значений.
Повышенный уровень CO₂ хорошо согласуется с представлениями о теплом климате мезопротерозоя, существовавшем несмотря на меньшую светимость молодого Солнца. Однако данные по кислороду стали неожиданностью. Теоретически такой уровень уже мог бы поддерживать существование сложных форм жизни, что заставляет по-новому взглянуть на ранние условия развития жизни на Земле.
Новые вопросы о "скучном миллиарде"
Исследователи предполагают, что изученный образец может отражать кратковременный всплеск содержания кислорода в период, который часто называют "скучным миллиардом" — длительным отрезком геологической истории без резких изменений. Если это так, то эволюция атмосферы могла быть более динамичной, чем считалось ранее.
Полученные данные помогают уточнить, как менялись условия на Земле задолго до появления сложной жизни. Они также показывают, что ключевые предпосылки для ее возникновения могли формироваться значительно раньше, чем появились первые многоклеточные организмы.
