Ученые отстояли гипотезу «кислородного дуновения»

Международная группа ученых отстояла гипотезу «кислородного дуновения», согласно которой молекулярный кислород, необходимый для дыхания, появился на Земле в небольших количествах около 2,5 миллиарда лет назад, еще до Великого окислительного события. Ответ на критику со стороны других исследователей был опубликован в виде технического комментария в журнале Science Advances.

Гипотеза «кислородного дуновения», описанная в 2007 году, основана на анализе сланцев Mt. McRae Shale в геологической формации Брокмана возрастом 2,5 миллиарда лет в Австралии. В них ученые выявили высокое содержание молибдена (Mo) и рения (Re), которое объяснялось влиянием окислительного выветривания и транспорта продуктов выветривания в древний океан. Однако в 2022 году исследователи под руководством Сары Слоцник из Дартмутского колледжа предложили альтернативную гипотезу, согласно которой молибден и рений попали в формацию Брокмана в качестве компонентов вулканического стекла или газов.

Слоцник и ее коллеги из других научных организаций США, Австралии и Китая обратили внимание на присутствие в Mt. McRae Shale прожилок пирита, которые, по их мнению, являются следствием вулканической активности. Однако наличие пирита само по себе не может опровергнуть, что в атмосфере Земли 2,5 миллиарда лет назад мог находиться молекулярный кислород. Наоборот, отсутствие пирита в породах этого возраста, которые с тех пор подвергались многочисленным геологическим процессам, было бы более неожиданным, пишут авторы.

В пользу «кислородного дуновения» говорит и то, что концентрации молибдена и рения хорошо коррелируют друг с другом, но при этом не коррелируют с пиритом. Это не совместимо с выводом Слоцник, что рений должен был присутствовать в летучей газовой фазе, а молибден в вулканическом стекле, то есть они переносились в формацию в разных фазах. Вместо этого Mo и Re в основном связаны с органическим веществом, что указывает на общую несульфидную фазу-носитель.

Слоцник отмечает, что чрезвычайное обогащение органическим углеродом сланцев Mt. McRae Shale требует локальной среды с высокой степенью восстановления, что, по ее мнению, противоречит гипотезе 2007 года. Ариэль Анбар из Университета штата Аризона и его коллеги возразили на это, что появление сильно восстановительных локальных сред является ожидаемым следствием оксигенации биосферы. Кроме того, они подчеркнули, что их оппоненты не способны объяснить присутствие многих других неорганических индикаторов в сланцах, которые поддерживают гипотезу «дуновения».