Кислород появился на Земле около 2,4 миллиарда лет назад в результате «великого окислительного события», но животные появились на планете только 600 миллионов лет назад — почему же произошла такая задержка? Новое исследование предполагает, что это произошло из-за периода, когда концентрация кислорода в атмосфере снова упала до чрезвычайно низкого уровня, что привело к так называемому «тусклому миллиарду лет». Исследование опубликовано в новом номере американского журнала Science. Ван Сянли, постдокторант Йельского университета, говорит, что они проанализировали богатые железом отложения и сланцы, собранные из мелководных морских отложений в Китае, США, Канаде и Австралии, которые датируются периодом от 3 миллиардов лет назад до наших дней. При более высоких концентрациях кислорода некоторые изотопы хрома в земных породах подвержены окислению и растворяются в воде, попадая в океаны, что приводит к снижению содержания этого изотопа хрома в породах. Поэтому изучение уровней изотопов хрома в породах различных исторических периодов может отражать концентрацию кислорода в атмосфере в соответствующее время. Данное исследование показывает, что в период между Великим окислением и Большим взрывом концентрация кислорода в атмосфере составляла менее 0,1% от современных значений и была недостаточной для возникновения животных. Большой взрыв» произошел 500-600 миллионов лет назад, когда появились почти все животные, но ученые до сих пор не уверены в его причинах. Ван Сянли сказал, что в прошлом научное сообщество обычно считало, что эволюция концентрации кислорода в атмосфере Земли делится на четыре этапа: первый этап — от формирования Земли около 4,6 млрд лет назад до 2,4 млрд лет назад, атмосфера в основном бескислородная; второй этап — 2,4 млрд лет назад, начало периода «Великого окислительного события», который может длиться от 200 до 300 млн лет, концентрация кислорода в атмосфере возросла до 2,4 млрд лет назад. Третий этап — период между «великим окислением» и «великим взрывом жизни» (примерно от 2,1 млрд до 600 млн лет назад), когда концентрация атмосферного кислорода оставалась на уровне 1% от современных значений; четвертый этап — период между «великим взрывом жизни» и настоящим, когда концентрация атмосферного кислорода оставалась на уровне 1% от современных значений; и четвертый этап — период между «великим взрывом жизни» и настоящим, когда концентрация атмосферного кислорода оставалась на уровне 1% от современных значений. Четвертый этап относится к периоду между «Большим взрывом» и настоящим временем, когда концентрация кислорода в атмосфере поднялась до современных значений и сохраняется до настоящего времени. «Наш главный вывод заключается в том, что концентрация кислорода в атмосфере на третьем этапе гораздо ниже, чем считалось ранее, возможно, менее 0,1% от современного значения», — предположил Ван Сянли, добавив, что в этот период на Земле могло отложиться большое количество органических веществ, из которых глубоко погребенные органические вещества вернулись на поверхность и вступили в реакцию с кислородом из-за сильных изменений в земной коре в то время, потребляя большое количество кислорода. Такое положение дел продолжалось более миллиарда лет. Возможно, именно по этой причине концентрация кислорода в атмосфере снова упала после Великого окислительного события. «Подавляющее большинство животных не может выжить без высокой концентрации кислорода, поэтому наше исследование объясняет, почему животные не появились во время третьего этапа эволюции концентрации кислорода, который начался около 2,1 миллиарда лет назад, а задержался примерно до 600 миллионов лет назад», — объясняет Сянли Ванг.