Жизнь на Земле зародилась миллиарды лет назад только благодаря парниковому эффекту, сохранившему теплый климат планеты и обеспечившему жидкое состояние воды в океанах, несмотря на то, что молодое Солнце, будучи тогда на треть более слабым светилом, не могло согреть Землю должным образом.

Геологам давно было известно, что первые живые организмы появились на Земле практически сразу после завершения процесса формирования геологического строения - уже более 3,5 миллиардов лет назад.

Простейшие цианобактерии обитали в сформировавшихся к тому времени океанах жидкой воды. Однако существование этих океанов долгое время ставило ученых в трудное положение - согласно астрономам Солнце в этот ранний период своего развития было на 30% более тусклым светилом и не могло обогреть Землю.

Вся вода на поверхности неизбежно должна была замерзнуть, а сама Земля - надолго превратиться в ледяную пустыню.

Тем не менее, этого не произошло, и единственным объяснением этому мог быть сильный парниковый эффект, который вызывали газы, составлявшие атмосферу молодой Земли. Однако каков был состав этой атмосферы и какой именно газ вносил решающий вклад в парниковый эффект ученые точно не знали до последнего времени.

Доцент Копенгагенского университета Метью Джонсон, при содействии коллег из Токийского технологического университета в Японии, установил, что этим газом был карбонилсульфид - газообразное вещество с химической формулой OCS.

На то, что соединения серы в избытке содержались в доисторической атмосфере земли, указывают не только многочисленные серосодержащие осадочные породы, сформировавшие в этот геологический период, но и необычное распределение изотопов серы в них.

Это распределение не могло сформироваться в результате одних только геологических процессов, так как оно не определяется только лишь соотношением масс изотопов 36S/33S.

Оно должно было происходить при участии атмосферных соединений серы, главным образом сульфатов, под воздействием солнечного излучения с определенным соотношением интенсивностей световых волн различных диапазонов.

В результате кропотливой и трудоемкой экспериментальной работы ученые установили, что обнаруженное соотношение изотопов серы в породах могло образоваться в результате химических реакций диоксида серы SO2 при облучении его солнечным светом, прошедшим через атмосферу, содержащую карбонилсульфид.

Оказалось, что молекулы этого химического соединения способны блокировать фотохимические реакции с участием диоксида серы, протекающие под воздействием светового излучения с длиной волны больше чем 202 нанометра.

Кроме очень сильного парникового эффекта карбонилсульфид выполнял в доисторической атмосфере Земли, лишенной свободного кислорода, функции озона, защищая его от разрушительного ультрафиолетового излучения.

Это обеспечило жизнедеятельность первых организмов и постепенное накопление кислорода в атмосфере Земли, что в результате привело к так называемой кислородной катастрофе.

Примерно 2,5 миллиарда лет назад Земная атмосфера практически полностью лишилась газов восстановителей - метана, угарного газа, водорода и других соединений, в том числе и карбонилсульфида - что привело к резкому снижению парникового эффекта и похолоданию климата земли.

Последовавшее за этим Гуронское оледенение более чем на 100 миллионов лет покрыло Землю льдами.

«Наше исследование показывает, что одно лишь распределение и соотношение газов в атмосфере превратило Землю из теплой планеты, благоприятной для жизни, в ледяную пустыню на многие миллионы лет. Мне трудно придумать другую причину, по которой человечество должно крайне осторожно относиться к выбросам парниковых газов в атмосферу», - сказал Джонсон.

Источник