Около 1,4 миллиарда лет назад на территории современной Канады существовало мелководное соленое озеро. Когда оно высыхало, на дне формировались кристаллы соли. Иногда внутри них запирались крошечные капли воды и пузырьки воздуха – настоящие микрокапсулы древней атмосферы.
Пузырьки воздуха в кристаллах соли возрастом 1,4 миллиарда лет раскрыли секреты ранней атмосферы Земли
Исследователи смогли напрямую изучить состав атмосферы Земли, существовавшей 1,4 миллиарда лет назад. Образцы древнего воздуха сохранились внутри кристаллов соли, образовавшихся на месте пересохшего соленого озера.
Justin Park/RPI
Со временем эти кристаллы оказались погребены под слоями пород и сохранились до наших дней. Для геологов они давно представляли интерес, но точные измерения долгое время оставались невозможными.
Почему измерить древний воздух было сложно
Проблема в том, что пузырьки воздуха в соли находятся рядом с соленой водой. Вода растворяет газы, причем одни – лучше, чем другие. Это искажает реальный состав атмосферы.
Чтобы обойти эту проблему, исследователи разработали специальное оборудование, позволяющее точно отделить растворенные газы и восстановить исходные пропорции.
Каким был воздух Земли миллиард лет назад
Анализ, опубликованный в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показал, что в атмосфере того времени содержалось около 0,78% кислорода и примерно 0,28% углекислого газа. Для сравнения: сегодня кислорода в воздухе около 20%, а CO₂ – всего 0,04%.
Высокая концентрация углекислого газа объясняет, почему в ту эпоху на Земле не было глобального оледенения, несмотря на то что Солнце светило на 10–15% слабее, чем сейчас. Парниковые газы компенсировали недостаток солнечной энергии.
Неожиданная роль кислорода
Уровень кислорода оказался слишком низким для человека, но, по современным представлениям, его уже могло хватать для первых примитивных животных и образования тонкого озонового слоя. Это согласуется с редкими находками следов сложной жизни возрастом более двух миллиардов лет.
Однако остается загадка: если кислород появился так рано, почему животные возникли значительно позже. Возможно, обнаруженный образец отражает кратковременный всплеск кислорода, а не стабильное состояние атмосферы.
Почему это открытие важно
Период от 1,8 до 0,8 миллиарда лет геологи иронично называют «скучным миллиардом». Новые данные показывают, что именно в это время могли формироваться условия для будущего расцвета жизни.