Геохіміки з Вісконсинського університету в Мадісоні виявили свідчення наявності кисню в епоху архея - 3,23 мільярда років тому - задовго до кисневої революції (також відомої як киснева катастрофа або «Велика киснева подія»), початок якої датується раннім протерозоєм (2,45 мільярда років тому). На їхню думку, єдиним джерелом такої кількості кисню могла бути тільки життєдіяльність ціанобактерій. Якщо це припущення правильне, то здатність до фотосинтезу виникла у бактерій на 600 мільйонів років раніше, ніж вважалося досі. Роботу опубліковано в журналі.
Вчені виявили в східній частині Південно-Африканської Республіки зразок яшми, датований 3,4-3,23 мільярдами років. Великий шматок мінералу дуже добре зберігся і складався з безлічі послідовних напластувань. Яшма утворилася з матеріалу, що виноситься гарячими джерелами і газовими струменями, який потім осаджувався на дні стародавнього моря і змішувався з розчиненими там домішками. Найчастіше цей мінерал складається з кварцу і окислів заліза. Останні і зацікавили геохіміків в першу чергу.
Щоб з'ясувати концентрацію кисню, при якій сформувалися найдавніші нижні напластування, вчені застосували мас-спектрометрію. За кількістю ізотопів заліза 54Fe і 56Fe дослідники вирахували, що загальна концентрація кисню на дні мілководних океанів того часу в локальній ділянці, звідки був витягнутий зразок мінералу, не перевищувала 0,1 від сучасної. Ця цифра здається незначною, однак вона досить велика, щоб припустити, що таку концентрацію могла забезпечити тільки діяльність фотосинтезуючих організмів, бо іншого значущого джерела для появи молекулярного кисню просто не існує.
Висновки вчених підтвердило також вивчення породи на вміст слідів урану. Справа в тому, що уран розчинимо тільки в окисленій формі, а значить, якщо його присутність буде виявлено в солідифікованій (відверділій) породі, то кисень, безумовно, був присутній у воді на момент її формування. І дійсно, уран був виявлений у шарах віком 3,2 мільярда років.
Нове відкриття ставить безліч питань до гіпотези про кисневу катастрофу, наших поточних уявлень про еволюцію бактерій і виникнення здатності до фотосинтезу. Існує ряд непрямих свідчень, що фотосинтетичні бактерії вже існували в археї, проте щоб підтвердити це припущення, необхідно виявити сліди мікроорганізмів в геологічних відкладеннях того часу, чия морфологія була б достатня складна для здійснення фотосинтезу. Поки таких знахідок не існує.