Геологам впервые удалось проанализировать состав атмосферы Земли, которой был больше миллиарда лет назад. Исследователи изучили крошечные пузырьки воздуха, которые сохранились внутри кристаллов каменной соли на севере Онтарио в Канаде. Ранее под Петербургом нашли дерево возрастом 385 миллионов лет.

Эти кристаллы соли, галита, образовались более 1,4 миллиарда лет назад на дне древнего субтропического озера. Оно медленно испарилось под лучами солнца. Во время этого процесса мельчайшие капли воды с пузырьками воздуха оказались заперты внутри растущих кристаллов и оставались там, будто в природной капсуле времени, на протяжении всей истории — от эпохи бактерий и первых красных водорослей до появления динозавров и человека.

«Это невероятное чувство — взять в руки образец воздуха, который на миллиард лет старше динозавров», — поделился эмоциями аспирант Политехнического института Ренсселера (США) Джастин Парк, ведущий автор исследования.

Как удалось проанализировать древнюю атмосферу?

Известно, что в таких кристаллах соли могут сохраняться пузырьки древней атмосферы. Однако точно измерить состав газов внутри них было крайне сложно — в одной капле одновременно находятся и воздух, и насыщенный солевой раствор, который искажает картину.

Команде под руководством Джастина Парка и профессора Моргана Шаллера удалось решить эту проблему. Они разработали и применили новые методы анализа с помощью специального оборудования. Их работа, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, дала первые данные о воздухе мезопротерозойской эры.

Больше кислорода и теплый климат

Оказалось, что 1,4 миллиарда лет назад в атмосфере Земли было примерно на 3,7% больше кислорода, чем сегодня. Это количество теоретически уже могло поддерживать сложную многоклеточную животную жизнь, хотя по факту она появилась на сотни миллионов лет позже.

Уровень углекислого газа (CO₂) был в десять раз выше современного. Такая концентрация парникового газа, как полагают ученые, согревала планету, компенсируя меньшее по сравнению с сегодняшним днем тепло молодого Солнца. Климат той эпохи, судя по новым данным, был мягким и сопоставимым с нынешним.

Почему животные появились позже?

Это открытие ставит перед наукой новый вопрос. Если кислорода было достаточно для сложной жизни уже тогда, почему эволюция задержалась и первые животные появились лишь спустя сотни миллионов лет? По мнению исследователей, их образец мог запечатлеть лишь кратковременный «кислородный всплеск» в середине долгого и стабильного периода, который геологи называют «скучным миллиардом».

Профессор Шаллер выдвинул гипотезу, что относительно высокий уровень кислорода мог быть связан с расцветом красных водорослей, которые как раз появились в то время и до сих пор вносят огромный вклад в производство кислорода на планете.