Определение
Строматолиты – это биогенно-осадочные образования, сформированные комплексом физических и химических процессов осадконакопления при участии бентосных микробиальных сообществ. Они имеют самую продолжительную летопись в истории Земли, по сравнению с другими группами фоссилий: известны с архея (3.7 млрд лет) и существуют ныне.
 |
 |
| Строматолиты | Полированный образец строматолита |
Распространение
Строматолиты разного возраста обнаружены в Карелии, Сибири, Скандинавии, Канаде, Китае, Африки, Австралии и т.д. Они встречаются преимущественно в карбонатных породах в виде столбиков, желваков, пластов. В России основная часть палеопротерозойских (2.5 — 1.7 млрд. лет) строматолитов описана на Карельском кратоне – восточной части Фенноскандинавского щита, который, в палеопротерозойское время, находился в районе экватора. Территория представляла собой мелководные, теплые морские бассейны, в которых процветала микробная жизнь. Спустя 2 млрд лет следы жизнедеятельности цианобактерий, представленные, обнаруживаются в карбонатных породах этого возраста в районе озер Пялозеро и Сундозеро. Современные аналоги строматолитов (родолиты) существуют на побережьях Австралии и Багамских островах.
Время образования
Древнейшие находки строматолитов обнаружены на Земле в породах с возрастом 3.7 млрд лет (Гренландия). Строматолиты на территории Карелии начали формироваться после Гуронского оледенения и имеют возраст 2 млрд лет.
Процесс образования
 |
| Модель образования |
Формирование строматолитовых построек – процесс, включающий взаимодействие микробных сообществ с окружающей средой в течение длительного периода времени. Ключевые этапы формирования:
Микробный рост: микробиальные постройки образуются в результате роста метаболической деятельности микробных сообществ – цианобактерий. Эти микроорганизмы существуют в водной среде, где у них есть доступ к необходимым для фотосинтеза и роста элементам – солнечному свету и питательным веществам.
Формирование микробного мата: цианобактерии вместе с другими микроорганизмами образуют тонкие слои или маты на подводных поверхностях. Эти микробные маты улавливают и связывают частицы осадка, органические вещества и минералы из окружающей морской воды, инициируя образование слоев будущего строматолита.
Накопление осадка: со временем частицы осадка попадают в ловушку липкого внеклеточного матрикса, вырабатываемого микробными сообществами. По мере того, как осадок накапливается на микробном мате, он способствует образованию отдельных слоев в структуре постройки.
Биоминерализация: микробная активность ведет к осаждению таких минералов как карбонат кальция (в будущем доломит) и кремнезем (кварц) внутри слоев строматолита. Цианобактерии осаждают минералы посредством процессов фотосинтеза и секреции побочных продуктов метаболизма.
Наслаивание: По мере того как микробные сообщества продолжают расти и улавливать осадок, внутри структуры строматолита начинают формироваться отдельные слои. В этих слоях часто наблюдается чередующиеся светлые и темные полосы, отражающие изменение микробной активности, скорости седиментации и условий окружающей среды по мере роста постройки (измеренный рост современных живых аналогов строматолитов (родолитов) в заливе Shark-bay, Австралии = 0.04 мм в год).
Влияние окружающей среды: химический состав воды, температура, соленость и доступность питательных веществ – влияют на формирование строматолитов. Мелководные соленые воды с обильным солнечным светом благоприятны для роста и сохранения строматолитов.
Доступные локации
В округе озер Сундозеро и Пялозеро в Кондопожском районе Карелии, можно увидеть плоские выветрелые выходы доломитов со строматолитами Carelozoon размером от 5 мм до 3 см. Там же, в обломках можно обнаружить строматолиты Parallelophyton, Sundosia.
Чем интересны
Вот только лишь несколько интересных фактов о строматолитах:
Первая жизнь на планете: строматолиты являются одним из первых свидетельств процветания жизни на Земле уже спустя 800 млн лет с момента образования планеты. Древнейшие строматолиты имеют возраст 3.8 млрд лет. Поэтому древние строматолиты несут в себе критически важную информацию о ранних стадиях биологической эволюции и возникновении более сложных микробных сообществ.
Фотосинтез: Побочным продуктом фотосинтеза цианобактерий является кислород, который процессом диффузии выделялся из морской воды в атмосферу на протяжении миллиардов лет. Это повлияло на развитие аэробных форм жизни и изменило химический состав атмосферы.
Круговорот жизненно важных элементов: Микроорганизмы влияют на биогеохимические циклы, улавливая питательные вещества, минералы и органические вещества в микробных матах. Их метаболическая деятельность (фотосинтез, минеральное осаждение) обеспечивает круговорот таких элементов как углерод, кислород, азот и сера в водных экосистемах.
Астробиологические последствия: Поиск жизни за пределами Земли является одной из главных целей астробиологии. Изучение строматолитов помогает понять, какие условия могут быть благоприятны для существования микроорганизмов, и какие следы они могут оставить после себя. Всё это позволяет усовершенствовать стратегии обнаружения биосигнатур на других планетах.
