Когда появился фотосинтез?

Одной из характерных толщ осадочных пород является формация черных сланцев Маунт-Макрей в Западной Австралии возрастом 2,5 млрд лет. Изучению этих сланцев, а также карбонатных отложений соседней формации Джерина (2,66 млрд лет) с середины 2000-х годов был посвящен целый ряд исследований.
Особо здесь надо отметить работы канадского геохимика Брайна Кендалла, который вместе с коллегами изучает черные сланцы Австралии и Южной Африки уже много лет. В частности, в 2010 году его группой были опубликованы результаты геохимических исследований южноафриканской сланцевой формации Науга возрастом 2,5–2,6 млрд лет, изотопные соотношения рения и молибдена и особенности осаждения железа которой указывают на наличие свободного кислорода в придонной части прибрежного бассейна, где происходило осадконакопление. Позднее этой группой были исследованы изотопные параметры рения, молибдена, серы и азота в сланцах формации Маунт-Макрей, а также изотопные отношения рения и осмия в этих же породах. Другая группа ученых не так давно опубликовала данные по изотопии азота и селена из карбонатных пород и керогена формации Джерина. Все эти результаты однозначно указывают на то, что в позднем архее на мелководьях континентальных склонов периодически устанавливались условия обогащенности морских вод свободным кислородом, однако не позволяют судить о том, насколько распространены были такие условия и насколько глубоко вглубь океана распространялась зона оксигенации.
Группа североамериканских ученых во главе с Ариэлем Анбаром из Аризонского университета и всё тем же Брайаном Кендаллом предложила использовать изотопы таллия (Tl) и молибдена (Mo) в черных сланцах формации Маунт-Макрей в качестве индикаторов осаждения из морской воды оксидов марганца — эта изотопная пара Tl и Mo впервые замерялась одновременно в одном и том же наборе образцов. Дело в том, что оксиды марганца весьма чувствительны к кислородным условиям среды и могут осаждаться только в водоемах, где вся толща воды от верхней поверхности вода-атмосфера до самого дна, и даже глубже (поровые воды осадка) насыщена кислородом. В дальнейшем, при смене условий среды обратно на бескислородные, выпавшие оксиды марганца моментально растворяются (даже если они находятся в толще осадка), но сам процесс их осаждения фиксируется в виде изотопной подписи, возникающей при фракционировании изотопов Tl и Mo.
При осаждении оксидов Mn (окислении Mn2+, растворенного в морской воде, до Mn4+, накапливающегося в виде MnO2 в твердых осадках) вместе с ним из воды уходит тяжелый изотоп 205Tl, а доля более легкого 203Tl в воде возрастает . Обратная картина наблюдается для изотопов молибдена (98/95Mo). Таким образом, процесс осаждения оксидов марганца вызывает накопление в морской воде более тяжелых изотопов молибдена и более легких изотопов таллия (антикорреляция Tl и Mo). При этом, подобная парная изотопная подпись является индикатором не локальных, а как минимум региональных условий среды, так как для того, чтобы был запущен процесс осаждения оксидов марганца из морской воды, кислородные условия должны были возникнуть в значительных по объему морских бассейнах.
Характерная антикорреляция изотопных профилей Tl и Mo была обнаружена исследователями для более молодой верхней части толщи сланцев формации Маунт-Макрей. Для более древней нижней части толщи Маунт-Макрей такая антикорреляция не отмечается. Определения производились методом изотопной масс-спектрометрии.
Далее
https://elementy.ru/novosti_nauki/433437/Verkhniy_sloy_okeana_v_pozdnem_arkhee_mestami_uzhe_byl_obogashchen_kislorodom
Лет назад