В новом исследовании показано, что стремительное охлаждение мантии Земли посредством тектоники плит сыграло важную роль в развитии первых жизненных форм, которые, в свою очередь, вызвали увеличение количества кислорода в атмосфере.

В этой новой работе, в которой принимал участие доктор Питер Кавуд (Peter Cawood) из Университета Монаша, Австралия, были собраны и проанализированы данные по горным породам вулканического происхождения, доступные в геологических и геохимических базах данных разных стран. Исследователи обнаружили, что на протяжении 4,5 миллиарда лет развития Земли горные породы, богатые фосфором, накапливались в коре нашей планеты. Затем авторы исследования сравнили это увеличение содержания фосфора с увеличением содержания кислорода в атмосфере.

Согласно компьютерному моделированию, проведенному исследователями в этой работе, при охлаждении мантии Земли посредством тектоники плит часть материала застывает, и закристаллизовавшийся материал оказывается обеднен фосфором, в то время как в оставшемся расплаве содержание фосфора растет. Этот обогащенный фосфором расплав затем также застывает, при этом «избыточный» фосфор кристаллизуется в форме минерала апатита. Апатит при контакте с водой обогащает ее фосфором – и в этих условиях становится возможным существование первых жизненных форм, способных выделять в атмосферу кислород, показывают авторы работы. Согласно проведенному анализу, высокий уровень биодоступного фосфора в морской воде наблюдался в период так называемой «кислородной катастрофы», произошедшей 2,4 миллиарда лет назад, и аналогичного события, произошедшего в неопротерозое, 800 миллионов лет назад – после чего уровень кислорода в атмосфере стал достаточным для поддержания жизнедеятельности многоклеточных форм.