Международная группа ученых установила, что в древней атмосфере Земли содержалось намного меньше кислорода, чем сегодня. Эти данные опровергают популярную гипотезу, объясняющую гигантизм динозавров повышенной концентрацией кислорода в воздухе.
Команда исследователей под руководством минералога Ральфа Тапперта из австрийского университета Инсбрука реконструировала состав земной атмосферы на протяжении последних 220 млн лет. Исследовав 538 образцов янтаря, сохранившего пузырьки воздуха начиная еще с триасового периода, ученые получили четкое представление о том, чем именно дышали динозавры и другие древние обитатели нашей планеты.
«По сравнению с другими органическими веществами янтарь имеет то преимущество, что он практически не меняется химически и изотопно на протяжении длительных промежутков геологического времени, – рассказал руководитель исследования. – В ходе фотосинтеза растения связывают атмосферный углерод, изотопный состав которого сохраняется в ископаемых смолах миллионы лет, и благодаря ему мы можем сделать выводы о содержании в атмосфере кислорода». Речь идет о соотношении изотопов С12 и С13, уточняет пресс-релиз Инсбрукского университета.
Как оказалось, воздух далекого прошлого был довольно беден кислородом, и ни о каких современных 21% речи и быть не могло. «Мы думаем, что его содержание колебалось между 10% и 15%, – сообщил Тапперт. – При этом особо низкие концентрации кислорода приходятся на эпохи роста глобальных температур и высокого содержания углекислого газа». Озадаченные полученными результатами, ученые проверили свою методику на современных смолах и убедились в ее работоспособности.
Из результатов группы Тапперта следует, что в геологическом прошлом кислорода в воздухе было заметно меньше, чем это считалось ранее. Так, согласно некоторым гипотезам, в меловом периоде (65-145 млн лет назад) кислорода в воздухе было до 30%, что позволяло объяснить гигантские размеры некоторых динозавров. «Мы не станем отрицать воздействие кислорода на эволюцию в целом, но от объяснения гигантизма динозавров его высоким содержанием все же придется отказаться», – заявил ученый.
В то же время он признал, что атмосферный кислород все же обладает определенной способностью воздействовать на климат, и, соответственно, на эволюцию органической жизни. Так, при определенных обстоятельствах кислород способен ускорить приток углекислого газа в атмосферу. «В принципе, здесь мы имеем дело с простым реакциям окисления, которые усиливаются особенно в интервалах высоких температур, например, во время мелового периода», – уточнил минералог.
Обычно же повышение уровня углекислого газа вызывается чрезвычайно сильным вулканизмом и сопровождается снижением содержания атмосферного кислорода. А сравнительно низкие температуры ледникового периода могут быть связаны с отсутствием вулканической активности в планетарном масштабе и увеличением содержания кислорода в атмосфере.
Статья «Stable carbon isotopes of C3 plant resins and ambers record changes in atmospheric oxygen since the Triassic» опубликована в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
Doi: 10.1016/j.gca.2013.07.011
