Текст уведомления здесь

Тулмозеро раскрыло обстоятельства «великой кислородной революции»

Как оказалось, уже на ранних этапах «кислородной катастрофы» концентрация этого газа в атмосфере была довольно высока.
Добавить в закладки
Комментарии

Международная группа исследователей, среди которых были ученые из Института геологии Карельского научного центра РАН, изучили солевые отложения, образовавшиеся в районе карельского Тулмозера 2,3—1,6 миллиардов лет назад. Оказалось, что они указывают на довольно высокую концентрацию кислорода на планете уже около двух миллиардов лет назад. Более того, она сравнительно быстро росла. Соответствующая статья опубликована в Science.

Около 2,4 миллиарда лет назад в нижних слоях атмосферы Земли начал в заметных количествах появляться кислород. Из-за этого на планете случилась «великая кислородная катастрофа» — состав доминирующих на ее поверхности организмов начал радикально меняться. До этого среди них господствовали анаэробные одноклеточные, но теперь их начали вытеснять аэробные. Вслед за появлением такого мощного окислителя, как кислород, появились и многоклеточные, которые со временем начали быстро прогрессировать, вышли на сушу и заселили всю планету. До этого события Земля мало напоминала нынешнюю — например, небо из-за другого состава атмосферы даже не было голубым. Масштаб «великой кислородной революции» обуславливает серьезный научный интерес к ее причинам и деталям. Однако до сих пор понять, как именно появился в воздухе кислород — сразу в больших количествах или понемногу и в очень малых, было практически невозможно.

Авторы работы решили восполнить этот пробел. Для этого они исследовали 800-метровый слой эвапоритов из окрестностей Тулмозера с помощью различных методов — от изучения в рентгеновских лучах до изотопного анализа. Эвапоритами называют породы, остающиеся при испарении большой массы морской воды. Соленая вода содержит немало сульфатов, кислород в которых в конечном счете берется из воздуха. В настоящий момент кислорода, связанного в морских сульфатах, примерно вдвое больше, чем его находится в воздухе планеты. Изучив содержание таких сульфатов в отложениях древностью в 2,3—1,6 миллиардов лет, можно примерно понять, насколько был распространен кислород в атмосфере тех времен.

Выяснилось, что уже два миллиарда лет назад в морской воде сульфатов содержалось около 10 ммоль/кг (в сегодняшнем Мировом океане их 28 ммоль/кг). Однако их окислительное воздействие было не в 2,8 раза меньше современного, а почти в пять раз слабее (с ростом концентрации сульфатов оно меняется нелинейно).

Может показаться, что это очень незначительная величина, но это намного больше, чем ожидалось. По сути, это значит, что океан перестал быть анаэробным уже в ту эпоху. Более того, на протяжении сотен миллионов лет скорость образования богатых кислородом сульфатов не падала.

Это довольно неожиданный результат: получается, что кислорода уже в самом начале «революции» в воздухе было довольно много, причем его концентрация какое-то время устойчиво росла, хотя потом этот процесс и замедлился на время. Из истории климата Земли ранее рисовалась другая картина: считалось, что после того, как «кислородная катастрофа» привела к первому крупному оледенению (стало слишком мало углекислого газа, и на планете резко похолодало), наработка О2 должна была замедлиться, поскольку оледенение заметно снижает биомассу фотосинтезирующих организмов.

К сожалению, исследование не позволяет точно установить процентное содержание кислорода в воздухе два миллиарда лет назад. Тем не менее такая большая роль древнейшего атмосферного кислорода в химии океанов показывает, что его было не так уж и мало.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

На полярном острове Белом когда-то росли березы

В то время он был частью материка в 200 километрах от моря, кроме того, остров неоднократно полностью уходил под воду.
Добавить в закладки
Комментарии

Специалисты Международной комплексной научно-исследовательской лаборатории по изучению изменения климата, действующей на базе Тюменского государственного университета, проследили за эволюцией климатических условий на территории острова Белый в Карском море. Изучение почв и погребенных торфов показало, что около 9—14 тысяч лет назад здесь наблюдался температурный максимум и существовала флора, характерная сегодня для территорий на 700 километров южнее. Об этом сообщается на сайте Департамента по науке и инновациям Ямало-Ненецкого автономного округа.

Изучение образцов позволило ученым выделить пять основных этапов в эволюции острова. Прежде всего обращает на себя внимание термический максимум, приходящийся на границу перехода между позднеледниковьем и голоценовой эпохой (9—14 тыс. лет). К этому периоду относятся находки в современной арктической тундре остатков злаковых трав и хвойных растений, которые в настоящее время характерны для субарктической зоны. Мало того, найдены и отдельные образцы растений, которые сегодня растут в так называемой гипоарктической зоне, что на 700 километров южнее Белого. Это значит, что в тот период здесь можно было бы увидеть карликовую березу, вахту, рдест, рогозу, вереск и морошку.

Кроме того, исследователям удалось установить, что Белый не всегда был островом. В начале голоцена, около 12 тысяч лет назад, эта территория была частью континента и находилась почти в 200 километрах от моря. Позднее, около 9 тысяч лет назад, в результате морского наводнения эта местность была затоплена и появился остров, который мы сегодня знаем как Белый. Впоследствии он еще несколько раз почти полностью уходил под воду.

По словам заведующего лабораторией Андрея Юртаева, формирование ландшафтов острова Белый происходило под воздействием целого ряда факторов: климатических изменений, тектонических подвижек, и, главное, изменений уровня моря. «Удивительно, но низкие молодые морские равнины, которые формируют острова и побережья Ямала и Гыдана, — это нестабильные в геоморфологическом и экосистемном планах территории. Наверное, можно их сравнить по этому критерию с горными территориями. А значит, они требуют очень точного и чуткого управления собой», — заключил Юртаев.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Эксперимент со сферическими течениями прояснит судьбу Земли

Он позволит лучше понять размах и направления текущих изменений климата планеты.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Института механики МГУ, Уральского федерального университета, Университета Хельсинки и Оксфордского университета выяснили, как случайные колебания скорости вращения вихрей влияют на режим их течения в среде. Новые данные помогут построить более точные модели природных течений, в том числе циркуляции атмосферы Земли. Что, в свою очередь, позволит лучше понять изменения земного климата сейчас и в будущем. Соответствующая статья опубликована журнале Chaos.

В гидродинамике существует понятие так называемого сферического течения Куэтта. Так называют течение жидкости в сферическом по форме слое, вызванное вращением границ этого слоя. В лабораторных условиях его изучают на установке из двух прозрачных сфер. Внешняя, как правило, остается неподвижной, а внутренняя вращается с заданной заранее скоростью. Несмотря на то что само словосочетание «сферическое течение» может показаться довольно далеким от жизни, в действительности оно, напротив, имеет большое практическое знание в изучении нашей планеты. Такая модель позволяет описывать крупномасштабные движения атмосферы, океанов и мантии Земли, вызванные вращением планеты вокруг своей оси.

Процессы, идущие в лито-, гидро- и атмосфере нашей планеты обычно являются турбулентными. Первым шагом на пути к турбулентности является потеря устойчивости стационарного течения, в результате чего в потоке жидкости или газа самопроизвольно возникают вихри. Было бы крайне полезно знать, что влияет на устойчивость этих вихрей и определяет дальнейший режим течения (например, количество вихрей). Ответив на этот вопрос, ученые смогут более точно предсказывать изменения климата на Земле, улучшить понимание процессов в ее мантии.

Режим течения Куэтта определяется предысторией его возникновения, в том числе величиной ускорения, с которым изменяется скорость вращения внутренней сферы. Именно от величины ускорения зависит количество вихрей — образуется ли их в течении три или четыре. Но в реальных природных процессах не существует ни постоянных скоростей вращения, ни постоянных ускорений — в них всегда присутствуют случайные отклонения. [ ... ]

Читать полностью