» » Окаменелые пузырьки кислорода

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

На фото — фрагмент строматолитовой постройки возрастом 1,6 млрд лет. Сама порода — это литифицированные (окаменелые) бактериальные маты, а круглые пустоты в ней — запечатанные в камне пузырьки кислорода. Эти пузырьки — свидетельство жизнедеятельности древних цианобактерий, благодаря которым на Земле появился первый свободный кислород.

Цианобактерии — единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу, то есть фотосинтезу, который сопровождается выделением кислорода. Именно они необратимо изменили облик Земли, так как были ответственны за насыщение атмосферы кислородом. Еще один продукт жизнедеятельности цианобактерий — строматолиты, ставшие древнейшими биогенными образованиями на Земле.

Образец, представленный на фото, найден в Центральной Индии, среди палеопротерозойских пород комплексов Виндхья и Аравали. Это комплексы пород, сформировавшихся в прибрежных мелководных водоемах высокой солености, аналогичных тем, что существуют сегодня в заливе Шарк в Австралии, где находится крупнейшее скопление современных строматолитов — карбонатных образований, сформированных наслаивающимися друг на друга цианобактериальными матами. Сейчас строматолиты встречаются на планете крайне редко, а в докембрии они были распространены очень широко.

 

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

Современные строматолиты в заливе Шарк в Западной Австралии. Фото с сайта ru.wikipedia.org

 

Некоторые из древних строматолитов содержат множество сферических полостей, которые интерпретируются учеными как окаменелые пузырьки кислорода, задержавшиеся в толще бактериальных матов. В отличие от большинства строматолитовых построек того времени, сложенных карбонатным материалом, строматолиты комплексов Виндхья и Аравали наряду с доломитом (CaMg(CO3)2) содержат большое количество фосфатов, представленных нитевидным апатитом (Са5[PO4]3(F, Cl, ОН)).

 

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

Окаменелые пузырьки кислорода из фосфатированных цианобактериальных матов возрастом 1,6 млрд лет. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

 

Таким образом, о районе Виндхья и Аравали можно говорить как об одном из древнейших мест фосфогенеза — массового образования фосфоритов — на Земле. При этом кислород, входящий в формулу апатита, поставляли цианобактерии. Они же обеспечивали окислительно-восстановительные условия, способствовавшие осаждению апатита. Фотосинтез цианобактерий приводит к значительному повышению щелочности окружающей среды после поглощения HCO3- и последующего выделения CO32- трихомами (цепочками вегетативных клеток, см. Trichome) цианобактерий, что в свою очередь увеличивает перенасыщение среды карбонатом. Если воды, в которых находятся маты, насыщены карбонатными ионами, осаждается преимущественно кальцит, CaCO3 (который затем может замещаться доломитом), а если в них в значительном количестве присутствуют ионы фосфора, то происходит осаждение апатита, который, как и кальцит, в качестве основного катиона содержит кальций.

Окаменелые пузырьки были изучены при помощи сканирующего электронного микроскопа. Размер их колеблется от 50 мкм до 1 мм. Внешняя поверхность пузырьков обычно гладкая, но иногда они снаружи покрыты кристаллической коркой, не проникающей внутрь сферических образований, что говорит о том, что эта корка образовалась в процессе диагенеза (преобразования рыхлых осадочных образований в плотные горные породы).

 

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

Изображения сферических полостей в сканирующем электронном микроскопе. Пузырьки покрыты снаружи кристаллической коркой, некоторые из них деформированы, что говорит о том, что они формировались в мягкой и подвижной среде. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

 

Там, где в строматолитах наблюдается чередование слоев с преобладанием доломита или апатита, пузырьки приурочены в основном к апатитовым слоям, насыщенным органическим веществом типа керогена. Это говорит о том, что отложение органического вещества, выделение кислорода и отложение минералов фосфора были связаны между собой.

 

Окаменелые пузырьки кислорода

 

Окаменелые пузырьки кислорода

Пузырьки, внутренние части которых заполнены поздним (диагенетическим) доломитом, сконцентрированы в более темных, насыщенных органическим веществом апатитовых слоях. Светлое — доломит. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

 

Образование газовых пузырьков в микробных матах — процесс, который наблюдается и в настоящее время. Метаболизм фототрофных цианобактерий и связанное с ним газообразование создает первичную пористость в бактериальных матах и даже иногда приводит к их разрыву.

Бактериальные маты, как современные, так и древние, представляют собой самостоятельные экосистемы со своим циклом обмена веществ и обладающие дыханием. Удивительно, что сегодня мы можем видеть запечатленные в камне следы дыхания древних биологических систем, существовавших на Земле 1,6 млрд лет назад!

Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India.

Владислав Стрекопытов

08 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой