Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде объяснили, что повышение доступности фосфора в древних океанах позволило кислороду закрепиться в атмосфере Земли после Великого окислительного события около 2,3 миллиарда лет назад.
Оказалось, что рост доступного фосфора стимулировал биопродуктивность и увеличил погребение органического углерода в морских осадках.
Погребённый углерод не мог реагировать с кислородом, поэтому меньше кислорода расходуемого на окисление возвращалось в атмосферу.
Повышение кислорода в океанах привело к росту сульфатов. Микроорганизмы использовали сульфаты для разложения органики и высвобождали связанный фосфор обратно в воду.
Этот замкнутый цикл поддерживал новую волну продуктивности и продолжал накапливание органического углерода.
Ученые проверили гипотезу, изучив древние породы Южной Африки с помощью нового метода. Метод позволяет отличать биодоступный фосфор от фосфора, химически связанного с минералами.
Результаты показывают, что уровень кислорода мог значительно колебаться, что меняло химический состав океанов и круговорот питательных веществ в масштабах десятков миллионов лет.
Выводы важны для понимания позднего появления сложной жизни. Длительная доступность кислорода благодаря фосфорной поддержке могла быть ключевым фактором, а одиночный дефицит кислорода не объясняет всего.
Современное потепление уже снижает содержание кислорода в отдельных районах океана. Усиление этой тенденции может уменьшить доступность фосфора и повлиять на продуктивность морских экосистем.
Связь между кислородом и питательными веществами также служит ориентиром в поиске жизни на океанических мирах Солнечной системы и на удалённых экзопланетах.
