Древнюю Землю согрели бактерии

Выдыхающие метан бактерии, вероятно, появились на Земле на 700 млн лет раньше, чем предполагалось до сих пор. К такому выводу пришли ученые из Токийского технологического института. Выкладки исследований опубликованы в последнем номере журнала Nature.

Метаногенные архебактерии участвовали в регулировании климата, производя парниковые газы и предотвращая тем самым вымораживание планеты. Благодаря метановым бактериям удалось избежать условий, которые могли бы задушить развитие жизни на Земле.

Как пояснил руководитель группы геолог Юичиро Йено, у атмосферного метана три естественных источника: термическое разложение органического материала; небиологические реакции простых неорганических составов; метаболическая активность метаногенов – микроорганизмов, производящих метан. Каждый из них оставляет «метку» – определенное соотношение изотопов углерода в метане.

Дайка –

(от англ. dyke – преграда, стена из камня) глубинное пластинообразное магматическое тело, секущее окружающие его горные породы и ограниченное параллельными плоскостями. Дайки нередко состоят из более твердых пород, чем их окружение, поэтому при выветривании сохраняются лучше и возвышаются над местностью в виде стен.

Кратоны –

(от греческого kratos – сила) консолидированные участки земной коры, не испытывающие значительных складчатых деформаций. Немецкий геолог Х. Штилле делил кратоны на поднятые (древние докембрийские платформы или щиты, характеризующиеся континентальным строением коры с развитым гранитно-метаморфическим слоем) и погруженные (преимущественно области на дне океанов, лишенные гранитно-метаморфического слоя земной коры).

До настоящего времени не удалось обнаружить ни одного геологического свидетельства нарисованной выше картины в архейской эре – древнейших отложениях докембрия, представленных сильно метаморфизованными и лишенными окаменелостей породами: гнейсами, кристаллическими и графитовыми сланцами, кварцитами. Архей занял первые 1,5 млрд лет из 4,5 млрд, составляющих историю Земли. Коллективу ученых из Токийского технологического института удалось получить первые тому подтверждения.

Геологи исследовали гидротермальные дайки в кратоне Пилбара Западной Австралии. Гидротермальные дайки – это слои осажденных минералов, буквально вбитых в скалу потоком горячей воды. Скалы Пилбара – одни из немногочисленных остатков архейских континентов, где все еще сохранились относительно не изменившиеся с тех пор образцы породы. Углерод, за которым охотились японские специалисты, находился в крошечных пузырьках жидкости, заключенных в структуру минералов. Вычисленный по соотношению изотопов С12 и С13 возраст пузырей составил 3,46 млрд лет, то есть пришелся на вторую половину архейской эры.

По словам ученых, находка подтверждает гипотезу, что метан был важнейшим парниковым газом во времена, когда Солнце светило менее ярко, чем сейчас. По словам специалиста по происхождению жизни на Земле из университета Вашингтона в Сиэтле Роджера Бьюика, «метаногенез следует, возможно, признать одной из исконных, если не единственной, формой метаболизма, охватывающего самые ранние организмы на Земле».

Парниковый газ метан – необходимое условие для возникновения жизни.
Однако, как доказали экологи, на последующих стадиях ее развития избыток таких газов в атмосфере не менее губителен, чем их отсутствие.

В марте Американское национальное управление по океанам и атмосфере (NOAA) распространило сообщение, что концентрация углекислого газа в атмосфере Земли растет рекордными темпами. В 2005 году его уровень вырос на 0,7% и составил 381 часть на миллион. В среднем ежегодный рост концентрации CO2 в два раза выше, чем 30 лет назад. Традиционно парниковый эффект связывают с антропогенным воздействием, хотя полного единодушия среди ученых по этому вопросу не наблюдается.

Как сообщила в понедельник United Nation's Convention on Biological Diversity, организация при ООН, изменения в биосфере и уменьшение разнообразия форм жизни на Земле также достигло критических отметок в результате деятельности человека. Последняя аналогичная по масштабу катастрофа происходила 65 млн лет назад, когда вымерли динозавры. Спрос на природные ресурсы превышает возможности Земли примерно на 20%. Как следствие, Земля теряет ежегодно 6 млн га леса, от 12 до 52% видов животных находятся под угрозой уничтожения, коралловые рифы за последние три десятилетия потеряли, по разным оценкам, от 10 до 50% своих колоний, площадь мангровых лесов сократилась на 35%, а 20% населения Земли испытывают хронический недостаток в питьевой воде.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается до 7 млрд тонн углерода, и только его половина поглощается растениями и океаном. Возможно, дело в том, что зеленые растения, вопреки общепринятому мнению, не столько поглощают метан, сколько его выделяют. Сенсационное открытие, переворачивающее представления о биохимии растений, глобальном круговороте углерода и механизмах колебаний климата, сделали в январе немецкие ученые из института в Гейдельберге.

Немецкие эксперименты однозначно показали: в зеленых листьях происходит неизвестный прежде путь синтеза метана. При температуре 30°C его выделяется 0,2–3 нанограмма на грамм сухого веса в час. Процесс происходит в обычных аэробных условиях, которые (как считается до сих пор) смертельны для метаногенов. На выделение метана не подействовало даже то, что ученые простерилизовали листья гамма-лучами.

В сумме, как показали расчеты, в атмосферу дополнительно поступает 10–30% метана: 60–240 млн тонн от живых растений и от 0,5 до 7 млн тонн от опавших листьев. И если за счет парникового эффекта температура поверхности Земли резко повысится, то это приведет к массовому вымиранию множества видов. Как уже писала «Газета.Ru», 1,5 тыс. видов животных могут вымереть в ближайшее время.

«Газета.Ru» следит за изучением парникового эффекта.