A kutatók hosszú ideje zavarba ejtik, hogy miért virágzott az oxigén a Föld légkörében, körülbelül 2,4 milliárd évvel kezdve.
A „nagy oxidációs eseménynek” nevezett átmenet „visszafordíthatatlanul megváltoztatta a Föld felszíni környezetét, és végül lehetővé tette a fejlett életet” - mondta Dominic Papineau, a Carnegie Intézet Geofizikai Laboratóriumának.
Papineau új tanulmány társszerzője a folyóiratban Természet, amely új nyomokat derít fel az ősi üledékes kőzetek rejtélyében.
A kutatócsoport, Kurt Konhauser vezetésével, az alberta egyetemen, az Edmontonban, elemzett üledékes kőzetek nyomelemek összetételét, amelyeket sávos vas képződményeknek vagy BIF-nek hívnak, a világ tucatnyi különféle helységében, 3800 és 550 év között. millió év. A sávos vas képződmények egyedülálló, vízzel lerakódott lerakódások, amelyek gyakran megtalálhatók a rendkívül régi kőzetrétegekben, amelyek a légkör vagy az óceánok előtt bőséges oxigént tartalmaztak. Amint a neve is sugallja, váltakozó vas- és szilikát-ásványokból készülnek.
Kis mennyiségben nikkelt és más nyomelemeket is tartalmaznak. A kutatók szerint a nikkel története feltárhatja a modern élet eredete titkát.
A nikkel nyomokban jelen van a mai óceánokban, ám akár 400-szor is bőségesebb volt a Föld ősi óceánjaiban. A metántermelő mikroorganizmusok, úgynevezett metanogének, jól fejlődnek ilyen környezetben, és a légkörbe kibocsátott metán megakadályozhatta az oxigéngáz felhalmozódását, amely a metánnal reagálva szén-dioxidot és vizet termelne.
A nikkel-koncentráció csökkenése „nikkel-éhínséghez” vezetne a metanogének számára, akik a nikkel-alapú enzimeken támaszkodnak a fő metabolikus folyamatokra. Az algák és más szervezetek, amelyek felszabadítják az oxigént a fotoszintézis során, különféle enzimeket használnak, így ezeket a nikkel-éhínség kevésbé érintené. Ennek eredményeként a légköri metán csökkenne, és az oxigén növekedésének feltételeit megteremtették volna.
A kutatók azt találták, hogy a nikkelszint a BIF-ben körülbelül 2,7 milliárd évvel ezelőtt esett vissza, és 2,5 milliárd évvel ezelőtt a korábbi értékének mintegy fele volt.
„Az időzítés nagyon jól illeszkedik. A nikkel csökkenése alapot adhatott a nagy oxidációs eseményhez ”- mondta Papineau. "És az élő metanogének ismerete alapján az alacsonyabb nikkelszint súlyosan csökkentheti a metántermelést."
A kutatók rámutatnak arra, hogy miért esett le elsősorban a nikkel, a geológia. A Föld története korábbi szakaszaiban, bár a köpenye rendkívül forró volt, a vulkáni kitörésekből származó lávák viszonylag magas nikkel-tartalommal bírtak. Az erózió a nikkelt a tengerbe mosta volna, és a szintet magasan tartotta. Ahogy a köpeny lehűlt, és a láva kémiája megváltozott, a vulkánok kevesebb nikkelt bocsátottak ki, és kevesebb lett volna a tenger felé vezető út.
"A nikkel-kapcsolat nem volt valami, amit korábban senki fontolóra vett" - mondta Papineau. "Ez csak egy nyomelem a tengervízben, de tanulmányunk kimutatja, hogy óriási hatással lehetett a Föld környezetére és az élet történetére."
Forrás: Carnegie Tudományos Intézet, az Eurekalert-en keresztül.
