Подо льдами Антарктиды сохранились следы древних горных систем, которые существовали сотни миллионов лет назад. Исследователи предполагают, что их разрушение могло способствовать накоплению кислорода в атмосфере и создать условия для развития сложной жизни. О том, какую роль древние горы могли сыграть в эволюции Земли, — в материале «Известий».

Исследователи Бэй Чэнь из Потсдамского центра имени Гельмгольца — Немецкого научно-исследовательского центра наук о Земле и Иэн Кэмпбелл из Австралийского национального университета изучили микроскопические зерна минерала циркона. Они происходили из морских отложений, расположенных вокруг Антарктиды, и могли попасть туда после разрушения древних гор.

Исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters (EPSL). Его авторы изучали прежде всего происхождение древних цирконов и геологическую историю скрытых под антарктическим льдом горных систем, а связь с развитием жизни рассматривали как возможное следствие этих процессов.

Ученые датировали 1712 зерен циркона. Этот минерал подходит для определения возраста благодаря содержащемуся в нем урану, который постепенно распадается с известной скоростью. Кроме того, химический состав циркона позволяет получить информацию об условиях его формирования. Большинство исследованных зерен оказалось возрастом от 650 до 450 млн лет. Этот период совпадает с формированием суперконтинента Гондвана, включавшего территории современной Антарктиды, Южной Америки, Африки, Аравийского полуострова, Индии, Австралии и Мадагаскара.

При сравнении антарктических цирконов с глобальной базой данных речных отложений ученые обнаружили признаки того, что многие минералы могли происходить из глубоких корней гор, сопоставимых по строению с современными Гималаями.

Речь идет о так называемых Гондванских супергoрах — крупнейшей горной системе такого типа в истории Земли, согласно приведенной в исследовании характеристике. Сегодня этих гор уже нет: они подверглись разрушению и эрозии.

Когда горы разрушались под воздействием воды и льда, в океан поступали большие объемы осадочного материала. Вместе с ним могли переноситься необходимые для живых организмов питательные вещества. Исследователи предполагают, что эти вещества могли стимулировать рост фотосинтезирующих организмов, находившихся в основании морской пищевой сети. По мере их распространения увеличивалось и производство кислорода в процессе фотосинтеза.

Однако самого производства кислорода было недостаточно для его накопления в атмосфере. Для этого часть органического углерода, образовавшегося в результате фотосинтеза, должна была оказаться погребена в осадках.

По версии исследователей, разрушавшиеся горные породы способствовали захоронению органического углерода. Оказавшись в осадках, он уже не мог вступать в реакцию с кислородом и возвращать его в окружающую среду.

Таким образом, процесс мог состоять из нескольких связанных этапов: разрушение гор поставляло в океан питательные вещества, они стимулировали рост фотосинтезирующих организмов, а часть образовавшегося органического углерода затем захоранивалась в осадках. Это, как предполагают авторы, могло создавать условия для накопления кислорода в атмосфере. Именно поэтому исследователи рассматривают древние горные системы как возможный фактор, связанный с последующими изменениями в развитии жизни на Земле.

Авторы работы отмечают совпадение во времени между периодом наиболее значительного горообразования и одним из важнейших этапов эволюции ранней жизни. При этом сама работа рассматривает эту связь как научную гипотезу, которую необходимо сопоставлять с другими свидетельствами.

Исследователи связывают изученный период с последующим развитием сложной жизни на Земле. По их предположению, изменения в поступлении питательных веществ, круговороте углерода и накоплении кислорода могли создать благоприятные условия для эволюционных изменений.

При этом обнаруженные данные не означают, что древние горы были единственной причиной развития сложной жизни. Работа показывает возможную связь между горообразованием, разрушением горных пород, изменением химического состава окружающей среды и эволюцией.