Перший великий стрибок кисню на Землі міг контролюватися фосфором сильніше, ніж вважалося
Близько 2,4 мільярда років тому атмосфера Землі пережила одну з найбільших змін у своїй історії — Великий кисневий стрибок. Нове моделювання показує, що доступність фосфору могла сильніше контролювати цей перехід, ніж припускали прості сценарії.
Фосфор визначає продуктивність фотосинтетичних мікроорганізмів, але його власний цикл залежить від окисно-відновного стану океану.
Виникає складний зворотний зв’язок
Більше доступного фосфору стимулює фотосинтез і потенційне виробництво кисню.
Але органічна речовина потім розкладається й споживає кисень, а хімія морського дна визначає, чи фосфор буде похований або повернеться у воду.
Тому невелика зміна в одному процесі може через цикл поживних речовин посилити або послабити інший.
До картини додаються глобальні зледеніння
Рання Земля переживала великі кліматичні перебудови, які змінювали вивітрювання континентів і надходження фосфору в океан.
Після відступу льоду інтенсивне вивітрювання могло різко збільшувати потік поживних речовин.
Моделі показують, що такий імпульс здатен запускати нову фазу біогеохімічної системи, де кисень накопичується вже стабільніше.
Це не означає, що фосфор був єдиним «перемикачем» Великої кисневої події.
Важливими залишаються еволюція фотосинтезу, вулканізм, водень і поховання органічного вуглецю.
Але нова робота показує, що поживний елемент, потрібний кожній клітині, міг бути одним із ключових регуляторів переходу планети до атмосфери, в якій згодом стало можливим складне аеробне життя.
Фосфорний механізм також пов’язує біологічну й геологічну історію Землі. Вивітрювання континентів змінює приплив поживних речовин, мікроби перетворюють їх на органіку, а поховання цієї органіки визначає, яка частка виробленого кисню залишиться в атмосфері.
Саме тому Great Oxidation Event краще розглядати не як один момент, коли ціанобактерії «увімкнули» кисень, а як довгу перебудову багатьох циклів. Нове моделювання показує, що навіть звичайний фосфат міг бути критичною ланкою цього планетарного переходу.
Для моделі Великої кисневої події важливо зіставити прогнозований фосфорний цикл із незалежними геохімічними проксі з порід того самого віку.
