Геологи пересмотрели дату начала кислородной катастрофы

Новые результаты американских геологов заставляют пересмотреть дату начала так называемой кислородной катастрофы - явления резкого повышения уровня содержания кислорода в атмосфере Земли. Об этом сообщает новостная служба Science NOW, а работа ученых опубликована в журнале Science.

Согласно существующим теориям, катастрофа произошла почти 2,5 миллиарда лет назад. Данная датировка была получена в 2000 году и основывалась на анализе соотношения изотопов серы в сульфатах и сульфидах, содержащихся в образцах горных пород того времени.

Известно, что ядра изотопов одного элемента имеют различную массу, поэтому в результате химических и физических процессов их соотношение в продуктах может отличаться от соотношения в исходных материалах. Типичным проявлением подобного эффекта является тот факт, что вода (H₂O), содержащая в своем составе "тяжелый" ¹⁸O, испаряется немного хуже, чем содержащая "легкий" ¹⁶O. В результате изотопный состав дождевой воды оказывается немного отличным от состава воды морской.

Исследователям удалось обнаружить изменение соотношения изотопов для серы ³³S, ³⁴S и ³⁶S в сульфатах и сульфидах, случившееся примерно 2,5 миллиарда лет назад. По мнению специалистов, это могло произойти только из-за глобального изменения цикла круговорота серы в природе. Ученые предположили, что это стало результатом прекращения некоторого процесса разделения изотопов серы, который происходил на ранней Земле под воздействием ультрафиолета, легко проникавшего в бедную кислородом атмосферу. Причиной прекращения стал рост содержания кислорода в атмосфере. Детали "разделительного" процесса ученые до сих пор не объяснили, но полагают, что он относился к классу так называемых процессов изотопного фракционирования, не зависящих от массы (ученым известно лишь несколько примеров подобных процессов).

В рамках нового исследования ученым удалось доказать, что при температуре от 150 до 200 градусов по Цельсию в химической реакции сульфатов с аминокислотами происходит описанное выше изотопное разделение серы. Например, в прошлом оно могло происходить в результате реакции органических материалов с сульфатами из горных пород в гидротермальных источниках.

Несмотря на то, что это разделение составляет только около 10 процентов от того, которое зарегистрировано в отложениях возрастом 2,5 миллиарда лет, ученые считают, что данный процесс "мог вносить свой вклад в изменение серного цикла". Это, в свою очередь, может означать, что процесс в атмосфере Земли, прекратившийся из-за кислородной катастрофы, завершился ранее, чем предполагалось. Таким образом, начало катастрофы отодвигается в прошлое, хотя точных цифр ученые из осторожности не приводят.

Сдвиг даты кислородной катастрофы снимает проблему "задержки", которая существует между появлением микроорганизмов, производящих кислород (оксигенных микроорганизмов), и появлением кислородной атмосферы. Совсем недавно появились результаты, которые увеличивают эту "задержку" с 300 миллионов лет до почти миллиарда.

Астрофизики доказали однородность молодой Солнечной системы

Астрофизикам удалось доказать, что газопылевое облако, из которого возникла Солнечная система, было достаточно однородным. Об этом сообщает New Scientist, а работа исследователей опубликована в журнале Science. Новые данные имеют существенное значение для теорий развития Солнечной системы.

В рамках исследования ученые анализировали количество изотопов титана ⁴⁶Ti и ⁵⁰Ti в образцах лунных, марсианских и прочих метеоритов. Типичным космическим источником первого изотопа являются ядра массивных коллапсирующих звезд. Второй, в свою очередь, образуется в результате взрывов сверхновых типа Ia после набора белым карликом массы от звезды-компаньона.

В результате исследователям удалось установить, что соотношение изотопов титана в образцах метеоритов остается постоянным. По словам исследователей, учитывая разную природу изотопов, новые результаты указывают на то, что материя в газопылевом диске была достаточно хорошо перемешана. Астрофизики полагают, что наблюдающиеся вариации среди других изотопов объясняются интенсивным воздействием солнечного ветра уже на поздних этапах образования Солнечной системы.

По словам специалистов, данное объяснение постоянного соотношения не является единственно возможным. Изотопы титана могли распределиться равномерно, например, в результате столкновения газопылевого диска, из которого образовалась Солнечная система с облаком титановой пыли.