Вопрос о древней атмосфере

Согласно большинству моделей планетарной эволюции, древнейшая атмосфера была анаэробной. Существуют ли какие-либо доказательства былого существования бескислородной атмосферы? В пользу этой точки зрения приводились следующие геологические данные: 1) отсутствие красной окраски в отложениях древнейшего докембрия, 2) высокое отношение закисного железа к окисному в раннедокембрийских сланцах и граувакках, 3) обилие в докембрии железистых кварцитов, 4) наличие в некоторых докембрийских кварцитах обломочного пирита и уранинита и 5) отсутствие зон накопления железа в некоторых докембрийских палеопочвах.

Ни один из этих доводов не убедителен. Отсутствие красной окраски может быть всего лишь следствием сохранности фации. Большинство архейских осадочных пород флишеподобны, а флишевой фации несвойствен красный цвет, последний в большей степени типичен для континентальных осадков. Кроме того, красноцветы появляются в раннем протерозое (возраст между 1,8 и 2,5 млрд. лет) в районе Большого Невольничего озера, где они ассоциируют с отпечатками галита и гипса, а также в породах гуронского возраста (абсолютный возраст более 2,2 млрд. лет) в районах Северного побережья. Проблема соотношения закисного и окисного железа в граувакках и сланцах уже обсуждалась выше. Преобладание закисного железа можно скорее объяснить восстановлением в процессе метаморфизма, чем за счет состава атмосферы. Железорудные осадки встречаются в возрастном интервале от 2,7 млрд. лет до юрских и более молодых отложений. Даже наиболее древние из них содержат яшмы, а в некоторых из наиболее молодых пород встречаются пиритовая и сидеритовая фации. Степень окисления является характеристикой локальной обстановки, а не функцией состояния атмосферы. Сульфидные и сидеритовые осадки отлагались в эпохи широко распространенного и разнообразного органического мира, в условиях полностью окислительной атмосферы. Очевидно, что накопление этих высоковосстановленных осадков не следует рассматривать как показатель восстановительной атмосферы. Тем не менее интенсивное и широко распростра ненное в мировом масштабе осадконакопление железа в период между 1,9 и 2,5 млрд. лет представляет собой весьма примечательное явление, до сих пор не объясненное и непонятное. Основной упор делался на нахождение детритового пирита в некоторых докембрийских кварцитах, особенно в районе Блайнд-Ривер, штат Онтарио, и в бассейне Ранд в Южной Африке. Наши представления об устойчивости пирита неполны. Он известен как обломочный минерал в современных песках, его даже добавляли в прибрежные пески в качестве индикатора. Отсутствие в разрезах палеопочв зоны обогащения железом необязательно должно свидетельствовать об анаэробной атмосфере. Известны современные глеевые почвы, образующиеся в условиях слабого дренажа, в которых также отсутствуют зоны накопления железа.

Короче говоря, ни один из критериев, используемых в качестве показателей бескислородной атмосферы, не убедителен. Наши знания пока что недостаточны, и проблема атмосферы остается нерешенной.

Предполагаемое отсутствие озонного слоя, а следовательно и защиты от смертоносного ультрафиолетового облучения также спекулятивно. Строматолиты, которые характеризуют среднеприливную зону, в наши дни представляют очень большую редкость. Имеются даже некоторые прямые свидетельства существования наземного растительного покрова до начала эволюции сосудистых (vascular) растений.