Новое исследование, опубликованное в конце 2025 года, проливает свет на один из ключевых моментов геохимической истории Земли — момент, когда океаны впервые начали содержать значимое количество растворённого кислорода. Согласно выводам исследователей, этот процесс — «кислородное обогащение океанов» — начался почти одновременно с появлением кислорода в атмосфере, и пошёл чрезвычайно быстро с геологической точки зрения, заняв лишь несколько миллионов лет.
Как доказали: новые методики анализа древних осадков
Исследователи проанализировали образцы древних морских осадочных пород — черных сланцев — из Южной Африки, которые сохранили слой, соответствующий переходу от бескислородной коксигенной атмосферы к кислородной. В этих породах они измерили стабильные изотопы ванадия (V). Изменения в соотношении изотопов ванадия до и после границы «окисления атмосферы» оказались чётким геохимическим маркером: они свидетельствуют о том, что уровень растворённого кислорода в поверхностных водах океана поднялся до примерно 10 микромолей на литр — лишь несколько процентов от современных средних значений, но для того времени это был качественный прорыв.
Для сравнения: современные океаны содержат примерно 170 микромолей растворённого кислорода на литр.
Это означает, что процесс накопления кислорода в океанских водах был достаточно быстрым — океаны «переключились» с почти бескислородного состояния на состояние с заметным уровнем O₂ за малый для геологии промежуток времени.
Почему это открытие важно
Уточнение временных рамок кислородной революции
Ранее считалось, что кислород в атмосфере (в результате фотосинтеза простейших микроорганизмов) начал накапливаться около 2.4–2.5 млрд лет назад — событие, известное как Great Oxidation Event (GOE).
Однако до сих пор не было ясности: когда кислород, появившись в атмосфере, начал накапливаться в океанах. Новое исследование показывает: океаны получили кислород почти сразу после его появления в воздухе — в пределах миллионов лет, то есть фактически «в одно геологическое мгновение». Это меняет представление о длительности переходного периода между бескислородной планетой и «кислородной Землёй».
От воды — к жизни
Наличие кислорода в океанах стало ключевым условием для появления более сложной жизни. Даже незначительная концентрация O₂ в воде могла позволить зарождаться и выживать формам жизни, которые используют кислород в метаболизме — что стало фундаментом для дальнейшей эволюции. Новые данные дают больше уверенности, что «кислородный рывок» был достаточно резким, чтобы запустить биологические изменения.
Переосмысление геохимического кругооборота Земли
Открытие также важно для понимания того, как развивалась химия поверхностных вод и осадков, как изменялся состав океанов, атмосферы и осадочных бассейнов. Появление кислорода означало, что стали возможны новые типы минералообразования, переработка серы, металлов и других веществ — что влияло на формирование коры, морского дна и условий обитания.
Что остаётся неясным — и на что стоит обратить внимание в будущем
- Исследование коснулось первичной стадии оксигенации — «поверхностных» океанов. Но остаётся вопрос: когда кислород достиг глубоких океанских слоёв и стал стабильным там. Некоторые данные свидетельствуют, что процесс полного насыщения мог занять значительно больше времени и происходить волнообразно.
- Не полностью выяснена связь между колебаниями уровня кислорода и биологической активностью — то есть, способствовали ли какие-то события (увеличение органической нагрузки, выветривание, изменение климата) ускорению насыщения океанов кислородом.
- Также остаётся место для уточнения — насколько универсальна картина: происходило ли подобное быстрое насыщение одновременно во всех океанических бассейнах, или были региональные различия, локальные «острова» насыщения.
Вывод
Новое исследование переосмысливает одну из ключевых фаз в истории Земли — момент, когда океаны впервые получили кислород. Оказывается, этот процесс был быстрым и, вероятно, почти синхронным с насыщением атмосферы.
Это не просто факт геохимии — это фундаментальное изменение условий на планете, которое подготовило основу для развития сложной жизни. Новые данные усиливают представление о Земле как динамичном, быстро меняющемся мире, где большие изменения могли происходить за относительно короткое время.
Понимание этих глубинных процессов даёт учёным не только ключ к прошлому, но и ориентиры для будущих исследований: как формировать модели химии древнего океана, как искать следы жизни в ископаемых породах, и какие условия могли быть критичными для возникновения жизни на Земле — и, возможно, на других планетах.
Источники:
Статья создана по материалам https://phys.org/news/2025-12-oxygen-earth-oceans.html
