Крошечные камни раскрыли тайну древней Земли: вы не поверите, что обнаружили ученые

Геологи, погружающиеся в прошлое планеты, нередко бьются о стену: ключевые эпохи ушли в туман времени, оставив лишь смутные намеки или виртуальные симуляции.

Но группа под началом профессора ETH Цюриха Джордона Хемингуэя наткнулась на редкий подарок природы — микроскопические железные шарики овальной формы, позволяющие прямо оценить углеродные резервы в океанах былых времен.

Эти образования, похожие на крупицы песка, формируются как снежные комья: волны на дне моря катят их, наращивая слои, в которые вплетаются молекулы органики, фиксируясь в кристаллах.

Анализ примесей позволил команде отследить миграцию органического углерода в водоемах за 1,65 миллиарда лет. В Nature авторы демонстрируют: в интервале от 1000 до 541 миллиона лет назад его объем был куда скромнее, чем думали раньше. Это рушит устоявшиеся модели геохимических сдвигов и эволюции жизни, перекраивая картину земной хронологии.

Откуда берется углерод в соленых просторах? Один путь — растворение углекислоты из атмосферы, ее погружение на глубины благодаря течениям и вихрям, где она затаивается веками. Другой — синтез фотосинтезом: крохотные обитатели вроде планктона или микробов, черпая свет и CO2, лепят органику. По кончине они тонут как "морской снег", и если избегнут поедания, оседают на дно, запечатлеваясь на эры.

Но цикл не кончается: бактерии расщепляют отходы и трупы, высвобождая элементы заново. Они вливаются в растворенный органический углерод — гигантский бассейн, где запасов в 200 раз больше, чем в живых формах моря.

На основе отклонений в донных отложениях ученые гадали, что этот бассейн раздувался в эпоху 1000-541 миллиона лет назад. Гипотеза веками служила ключом к загадкам: почему тогда бушевали оледенения и расцветала сложность организмов? Фотосинтез, творец органики, подпитывал атмосферу кислородом, открывая дверь многоклеточности.

Две "кислородные бурь" взвинтили его долю до 21%. Каждая сопровождалась глобальными морозами, когда лед сковывал континенты. Жизнь тем не менее эволюционировала: первая, 2,4-2,1 миллиарда лет назад, подарила аэробный метаболизм — суперэффективный способ извлекать энергию, ускоривший прогресс форм.

Хемингуэй с коллегами прослеживают нити между химией пород и биологией. Они изобрели технику, напрямую меряющую океанские запасы по углеродным вкраплениям в ооидах.

Хемингуэй подытожил, что выводы расходятся с былыми домыслами: в указанный период растворенного органического углерода было не больше, а на 90-99% меньше, чем ныне. Лишь после второй бури он взлетел до 660 миллиардов тонн.

Галили, ведущий соавтор, призвал к свежим интерпретациям связей между стужами, многоклеточностью и оксигенацией. Он связал спад с ростом размеров существ: после гибели крупные клетки тонули шустрее, множа "снег", но на глубинах, бедных кислородом, не перерабатывались. Они гнили на дне, истощая растворы. Оксигенация глубин вернула баланс.

Хоть эры канули, находки рельефны для грядущего. Они корректируют взгляд на зарождение жизни — на Земле и, быть может, за ее пределами. Плюс, помогают постичь устойчивость планеты к встряскам, включая антропогенные: нагрев и замусоривание водоемов сейчас душат кислород. Не исключено, сценарии повторятся в веках.