Как движение тектонических плит насытило атмосферу Земли кислородом
Современная атмосфера Земли, богатая кислородом, формировалась на протяжении миллиардов лет. Этот сложный процесс сделал планету пригодной для существования сложных организмов. Новое исследование показывает, что ключевую роль в накоплении кислорода сыграли изменения в движении тектонических плит.
Комплексный процесс планетарного масштаба
Ранее ученые выдвигали множество гипотез о причинах роста уровня кислорода. Специалисты сходятся во мнении, что это результат наложения нескольких факторов. Важную роль сыграли как фотосинтезирующие организмы, так и химические реакции в твердых породах, которые позволяли перемещать кислород между атмосферой и недрами Земли.
Исследование, проведенное под руководством Вэй Ши из Чэндуского технологического университета, связывает этот процесс с динамикой земной коры. Геологи обнаружили, что периоды резкого изменения субдукции — процесса погружения одних тектонических плит под другие в мантию Земли — совпадают по времени с резкими скачками уровня кислорода в атмосфере.
Этапы охлаждения и насыщения планеты
За 4,5 миллиарда лет своей истории Земля постепенно остывала, что кардинально меняло ее геологическую активность. На ранних этапах развития планеты тектонические процессы сильно отличались от современных. При этом насыщение атмосферы кислородом не было плавным и происходило в несколько ключевых этапов:
- Первый этап: Великое кислородное событие, произошедшее примерно 2,4–2,0 миллиарда лет назад.
- Второй этап: Долгий период застоя, сменившийся новым ростом в интервале между 800 и 500 миллионами лет назад.
- Третий этап: Скачок в период от 450 до 250 миллионов лет назад, который вывел концентрацию кислорода на современный уровень.
Сопоставив эти временные интервалы с изменениями в движении литосферных плит, авторы исследования пришли к выводу, что тектоника и глубинная геодинамика планеты напрямую управляли химическим составом атмосферы, создавая условия для развития сложной жизни.
