Кислород. Молекула, изменившая мир | страница 56



Этот дополнительный кислород может сохраняться в воздухе при условии, что он не расходуется другими бактериями для дыхания или на реакции с минералами или газами. При окислении железа каждый атом железа отдает один электрон кислороду, превращаясь в оксид железа. А каждый атом углерода из органического вещества, превращаясь в углекислый газ, отдает целых четыре электрона.


Рис. 3. Изменение соотношения изотопов углерода в конце докембрийского и в начале кембрийского периода. Значения приводятся в частях на тысячу по отношению к эталону PDB. Эталон PDB ― это уровень содержания изотопа >13C в белемните из формации Пи-Ди в Южной Каролине. Белемнит представляет собой форму известняка, образовавшегося в результате обызвествления вымерших моллюсков (родственников кальмаров), которые были широко распространены во время юрского и мелового периодов. Тока на вертикальной оси указывает среднее современное содержание изотопа >13C. Пики на кривой (положительные аномалии) указывают на усиление захоронения органического материала (и, вероятно, на повышение концентрации кислорода), тогда как провалы (отрицательные аномалии) указывают на отсутствие погребенного органического материала. Эти провалы соответствуют предполагаемым периодам оледенения Земли, из которых наиболее значительными были стуртианское (750 ― 730 млн лет назад) и варангерское (610 ― 590 млн лет назад). Символ Fe означает образование полосатых железных гор. Крест указывает момент массового исчезновения микропланктона, предшествовавший появлению эдиакарской фауны ― вендобионтов и первых червей. Рисунок приводится с модификациями с разрешения Нолла и Холланда и Национальной академии наук США

Таким образом, один атом органического углерода при окислении потребляет в четыре раза больше кислорода, чем один атом железа. Это означает, что для предотвращения полного расходования атмосферного кислорода нужно помешать его взаимодействию с органическим веществом, а самый простой способ сделать это — как можно быстрее захоронить органическое вещество в земле.

Важнейшее различие между современными условиями и ситуацией сразу после окончания глобального оледенения состоит в скорости эрозии гор, которая сейчас гораздо ниже, чем была тогда. В норме медленная эрозия уравновешивается медленным захоронением органических веществ: захоронение органического вещества на дне океана под слоем свежих отложений, накопившихся в результате эрозии, происходит медленнее. Поэтому у бактерий остается время расщепить органические вещества, образованные, например, в результате активного роста водорослей, и при этом использовать кислород. Так поддерживается