Фосфор в океанах мог помочь Земле сохранить кислород в атмосфере

Работа вышла в Nature Communications, в ней участвовал геолог из Калифорнийского университета в Риверсайде Андрей Бекер. Сам переход, который называют Великим кислородным событием, учёные понимают давно. Труднее было объяснить, почему кислорода хватало и потом.

Как работал цикл

Когда кислород распространился в океанах, он изменил химию воды и повысил концентрацию сульфата, соединения серы и кислорода. Некоторые микробы использовали сульфат, чтобы эффективнее разлагать органику, и при этом возвращали в воду фосфор.

Фосфора становилось больше, и биологическая продуктивность росла. Больше органического углерода оставалось в донных осадках, а не разлагалось. Распад органики расходует кислород, поэтому захоронение углерода помогало ему накапливаться дальше.

«Живые организмы не могут нормально расти и функционировать без фосфора», — сказал Бекер.

Что показали породы

Учёные изучили древние образцы из Южной Африки. Прежние методы определяли лишь общее количество фосфора, но не то, мог ли он быть доступен организмам: часть его заперта в минералах. Исследователи растворяли минеральные компоненты по одному и разделяли фосфор, доступный для жизни, и связанный в минеральных структурах.

По их данным, после Великого кислородного события уровень кислорода мог заметно колебаться. Если же он долгие периоды оставался высоким, на позднее появление сложной жизни могли сильнее влиять другие условия.

Вывод касается и современности: из-за изменения климата в части океанов кислорода становится меньше. Это может нарушить круговорот фосфора и сделать морские экосистемы менее устойчивыми. Метод может пригодиться и в поисках жизни на других планетах с океанами.

Между прочим. Фосфор — один из распространённых элементов земной коры: на него приходится 0,08—0,09 % её массы. Он входит в состав ДНК, АТФ и фосфолипидов, из которых построены биомембраны.