Две статьи сегодняшнего обзора связаны с изучением следов древних бактериальных матов или их сухопутных аналогов. Во всяком случае, они качаются изучения органического вещества в древних и сильно метаморфизованных, но первично осадочных породах.
Еще в 2013 году Грегори Реталляк (Gregory Retallack) из Орегонского университета в журнале Nature опубликовал статью, в которой привел доказательства наземного образа жизни некоторых видов эдиакарской фауны, являвшихся, по его мнению, лишайниками. К такому выводу ученых пришел в результате изучения собственно эдиакарской пачки (осадочных пород возрастом примерно 560 млн лет из Эдиакарских гор южной Австралии). Тогда эта статья вызвала большую дискуссию, оппоненты указывали на отсутствие литологических доказательств принадлежности, описанных Реталляком пород к палеопочвам, а также недостаточную обоснованность глобальных выводов, сделанных только по одному комплексу пород. Чтобы подтвердить свою версию Грегори Реталляк провел новые исследования и детально изучил эдиакарские осадочные комплексы южной и центральной Австралии и Намибии, а также сравнил их с эоценовыми комплексами центральных США, сходными по условиям образования, и современными речными отложениями Западной Австралии и Юты.
Сравнение морской и эоловой теорий образования прослоев, насыщенных органикой. Источник: https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0037073818302483-gr14.jpg
В новой статье, опубликованной в журнале Sedimentary Geology, Грегори приводит новые данные, в том числе детальные полевые наблюдения и результаты лабораторного литологического изучения, подтверждающие его точку зрения. В качестве альтернативы морской модели образования «бактериальных матов» он предлагает свою флювиально-эоловую модель возникновения наземных «бактериальных палеопочв». Автор считает, что прослои светлых песчаников являются по сути результатом выветривания флювиальных отложений — палеопочвами, а насыщенность их микроорганизмами делает их своеобразными аналогами морских бактериальных матов. Свои выводs он вполне убедительно подкрепляет данными гранулометрического и геохимического анализов, а также петрографического изучения. И, если Грегори Реталляк окажется прав, это будет означать, что жизнь вышла на сушу существенно раньше, чем считалось до сих пор, около 580 млн лет назад.
Полосчатые железистые кварциты достаточно широко распространены по всему миру. Древнейшие из известных пород этой формации имеют возраст в 3,85 млрд лет, но считаются при этом первично биогенно-осадочными. Причем, в образовании их участвуют те самые бактериальные маты, состоявшие в те далекие времена из цианобактерий. Именно они в процессе фотосинтеза выделяли кислород, окислявший растворенное в воде закисное железо с образованием нерастворимых окислов железа, выпадавших на дно, прямо на эти самые цианобактериальные маты, и образовывавших красные прослои, обогащенные гематитом и магнетитом. Более светлые прослои, состоящие преимущественно из минералов кремнезема, образовывались в бескислородных условиях, но с чем была связана смена условий пока точно неизвестно. Гипотеза хорошая, но как ее доказать, ведь железистые кварциты это уже глубоко метаморфизованные породы, в которых никакой органики не осталось? Здесь ученым помогает графит, который регулярно в этих породах и находят. Нужно только доказать его биогенное происхождение. Именно этим и занялась международная группа ученых, опубликовавшая результаты своих исследований в журналах Journal of the Geological Society и Earth and Planetary Science Letters.
Оказалось, что, несмотря на сильное метаморфическое изменение исходных пород, графит везде тесно связан с апатитом, располагаясь либо на гранях, либо внутри зерен апатита. А в полосчатых железистых кварцитах формации Мичигамм из Мичигана возрастом 1,85 млрд лет были найдены не только срастания графита с апатитом, но и оторочки тончайших волокон графита по периферии апатитовых кристаллов, что возможно только для продуктов распада органического вещества. По мнению авторов, подобное соседство двух минералов говорит о первично сингенетическом отложении органического вещества, которое под действием температуры превратилось в апатит и графит. Кроме того, графит заметно обеднен изотопом 13C, что и является маркером его биогенного происхождения. Интересно, что согласно проведенным исследованиям, в железистых кварцитах встречается и вторая генерация графита — скрытокристаллического, который по мнению исследователей также имеет первично-органическое происхождение, но прошел стадию переотложения. Полученные данные не только доказывают присутствие органического вещества в формации железистых кварцитов, но дают методику определения его присутствия в сильно метаморфизованных породах.
Информационная служба ВСЕГЕИ
Источники: https://www.nature.com/articles/nature11777,
https://elementy.ru/novosti_nauki/431967/Mogli_li_ediakarskie_iskopaemye_zhit_na_sushe,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0037073818302483, https://elementy.ru/novosti_nauki/433413/Osadochnye_porody_s_otpechatkami_dokembriyskikh_mnogokletoc...,
https://pubs.geoscienceworld.org/jgs/article/569830/fossil-biomass-preserved-as-graphitic-carbon-in-...,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X1930086X
и https://elementy.ru/novosti_nauki/433470/Grafit_v_arkheyskikh_zhelezistykh_kvartsitakh_veroyatno_ime...
