Ученые нашли намеки на полное исчезновение жизни на Земле в прошлом - «Наука»

PNAS.

"Понимание того, что в истории Земли был период, когда на ней было так же много кислорода, как сегодня, а жизнь была совершенной иной или вообще отсутствовала, может означать, что обнаружение кислорода на далеких планетах не обязательно будет указывать на присутствие жизни", — полагает Михаэль Кипп (Michael Kipp) из Института астробиологии НАСА в Сиэтле (США).

Чужая Земля

Как сегодня считают ученые, Земля в далеком прошлом была мало похожа на тот мир, который мы видим сегодня. В атмосфере планеты отсутствовал кислород и было много аммиака и метана. Водоемы напоминали по температуре и консистенции кипящий густой суп, их населяли причудливые бактерии-экстремофилы, следы которых ученые находят в древнейших породах в виде своеобразных окаменевших "одеял" из колоний микробов.

Пока неизвестно, когда точно зародилась жизнь. Существуют противоречивые свидетельства того, что она существовала уже 3,3-3,7 миллиарда лет назад или даже четыре миллиарда лет назад, фактически сразу после завершения формирования Земли и Луны и окончания их "бомбардировки" крупными астероидами и кометами, принесшими "кирпичики жизни" на Землю.

Ученые: кислород появился в атмосфере три млрд лет назад

Эта жизнь, как рассказывает Кипп, просуществовала до события, которое геологи называют "великой кислородной катастрофой". Примерно 2,4-2,32 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере резко выросла, повысившись с 0,0001% до современных 21%. Причиной этого явления сегодня считаются первые фотосинтезирующие организмы, цианобактерии, очистившие атмосферу от СО2 и заполнившие ее кислородом.

Кипп и его коллеги нашли способ детально изучить данное событие, обратив внимание на то, что поведение двух изотопов селена – селена-82 и селена-78 – очень сильно зависит от содержания кислорода в океане или любой другой среде, включающей селен и его соединения. Это позволило ученым проследить за колебаниями концентрации кислорода в первичном океане Земли во время всего периода "кислородной катастрофы".

Глубины жизни

Эти данные, как объясняет Кипп, критически важны для понимания того, смогла ли первая жизнь, для которой кислород был ядом, пережить катастрофу и постепенно приспособиться к О2, обитая в глубинных участках океана с низким содержанием кислорода, или же нет. Для получения таких данных авторы статьи собрали семь десятков образцов древнейших пород Земли из семи отложений сланцев, сформировавшихся в Гренландии, Южной Африке и других уголках суши примерно 2,3-2,1 миллиарда лет назад.

Геологи нашли древнейшие окаменелые останки жизни на Земле

Замеры раскрыли крайне интересную и неожиданную картину – вместо резкого повышения уровня кислорода и его плавного понижения в последующие 200 миллионов лет ученые увидели, что концентрация О2 в атмосфере оставалась стабильно высокой на протяжении всего этого периода. Затем она резко упала до околонулевых значений и оставалась такой на протяжении последующего миллиарда лет, причины чего пока не ясны.

При этом Кипп и его коллеги нашли следы того, что даже в конце "кислородной катастрофы" в океане существовали зоны, полностью свободные от кислорода, где жизнь могла спрятаться и приспособиться к новым условиям эпохи.

Подобное течение "кислородной катастрофы" указывает на интересную возможность. Двухсот миллионов лет существования кислорода в атмосфере должно было хватить для того, чтобы древние организмы приспособились к нему и "забыли", как жить в условиях его отсутствия. Соответственно, в тот момент, когда кислород резко исчез, жизнь могла полностью исчезнуть вместе с ним.

Ученые: жизнь на Земле могла существовать уже 4 миллиарда лет назад

В пользу этого говорит сразу несколько факторов – открытие "многоклеточных" окаменелостей, сформировавшихся 2,1-2,2 миллиарда лет назад, медленное восстановление концентрации кислорода в атмосфере, затянувшееся на миллиард лет, и целый ряд других. Поэтому, как считают исследователи, не стоит говорить о том, что наличие кислорода на далеких планетах обязательно указывает на существование жизни на их поверхности. Вполне возможно, что обитатели этих планет уже вымерли, не оставив следов.