milloin ja mistä Maa sai happensa?

suuria, litteitä kiviä matalassa sinisessä vedessä.
Stromatoliitteja Shark Bayssä, Länsi-Australiassa. Nämä fossilized stromatolites uskotaan olevan joitakin kaikkein antiikin elämänmuotoja maapallolla ja koostuvat organismeista, jotka todennäköisesti osaltaan O2 tutkijat ovat päätellä olemassa antiikin maapallolla (toisin sanoen, syanobakteerit). Kuva: Ariel Anbar, Arizona State University.

auta Earthskya jatkamaan! Lahjoita voitavasi vuotuiseen joukkorahoituskampanjaamme.

kasvien tuottamaa ja eläimille elintärkeää happimolekyylin (O2) muodossa olevaa happea on runsaasti maan ilmakehässä ja valtamerissä. Mutta niin ei ole aina ollut. Milloin ja millaisissa ympäristöissä O2 alkoi kerääntyä maan päälle? Uusi tutkimus, joka tarkasteli muinaisia kiviä Länsi-Australiassa, viittaa siihen, että se alkoi tapahtua aiemmin kuin luulimme.

O2 oli maapallolla suhteellisen niukka suuren osan planeettamme 4,6 miljardin vuoden olemassaolosta. Mutta jossain vaiheessa maa koki niin sanotun suuren Hapettumistapahtuman, tai lyhyesti Goen, kun valtamerten mikrobit kehittyivät tuottamaan O2: ta fotosynteesin avulla. O2 kerääntyi maan ilmakehään ensimmäisen kerran tähän aikaan ja on ollut olemassa siitä lähtien. Tämän on arveltu tapahtuneen joskus 2,5-2,3 miljardia vuotta sitten.

lukuisissa tämän alan tutkimuksissa on kuitenkin saatu näyttöä siitä, että O2: ta oli pieninä määrinä pienillä alueilla maapallon muinaisissa matalissa valtamerissä ennen GOETA. Uusi tutkimus, joka julkaistiin 25. helmikuuta 2019 vertaisarvioidussa Nature Geoscience-lehdessä, on antanut näyttöä merkittävästä valtamerten hapetuksesta ennen GOEA, suuremmassa mittakaavassa ja suuremmissa syvyyksissä kuin aiemmin on tunnustettu.

vedenalainen kohtaus pyöreine kuoppaisine kallioineen.
Stromatoliittia Shark Bayssä, Länsi-Australiassa. Kuva: Ariel Anbar, ASU.

tätä tutkimusta varten ryhmä kohdisti kohteekseen joukon 2,5 miljardia vuotta vanhoja meren kiviä, joita kutsuttiin Länsi-Australiasta peräisin oleviksi stromatoliitteiksi. McRae Shale. Stromatoliitit ovat sedimenttikivilajeja, jotka muodostuvat kerros kerrokselta syanobakteerien, yksisoluisen mikrobin, kasvusta, joka saa energiaa yhteyttämällä vapauttaen sivutuotteena happea. Chadlin Ostrander Arizonan osavaltionyliopiston School of Earth and Space Explorationista on tutkimuksen pääkirjoittaja. Hän sanoi lausunnossaan:

nämä kivet sopivat täydellisesti tutkimukseemme, koska niiden on aiemmin osoitettu kerrostuneen poikkeavan hapetusjakson aikana ennen suurta Hapettumistapahtumaa.

tätä tutkimusta varten ryhmä liuotti näytteitä ja erotteli toisistaan kiinnostavia alkuaineita laboratoriossa ja mittasi sitten isotooppikoostumuksia massaspektrometrillä. Heidän analyysinsä mukaan kivillä saattoi olla vain niiden kemialliset merkit kivestä, joten O2: n täytyi olla läsnä aina merenpohjaan Asti 2,5 miljardia vuotta sitten. Lue lisää tutkijoiden tutkimuksesta täältä.

3-D suorakulmainen kaavio kerroksittain vaaleanpunainen, violetti, sininen ja vihreä.
2,5 miljardia vuotta vanha Mt. Länsi-Australian McRae-liuskekivestä analysoitiin talliumin ja molybdeenin isotooppikoostumuksia, mikä paljasti kuvion, joka viittaa mangaanioksidimineraalien hautautuneen laajoille alueille muinaiseen merenpohjaan. Jotta tämä hautaus tapahtuisi, O2: n on täytynyt olla läsnä merenpohjaan Asti 2,5 miljardia vuotta sitten. Kuva Chad Ostrander / Arizona State University.

tutkijat arvelevat, että O2: n kertyminen ei todennäköisesti rajoittunut vain pieniin osiin planeetan pintamerestä ennen GOETA. He sanovat, että todennäköisempää on, että O2 – kertymä ulottuu laajoille alueille valtameressä ja kauas meren syvyyksiin-joillakin alueilla jopa merenpohjaan asti.

Ostrander sanoi:

löytömme pakottaa meidät miettimään uudelleen maan hapetusta. Monet todisteet viittaavat siihen, että O2 alkoi kerääntyä maan ilmakehään noin 2,5 miljardia vuotta sitten Goen aikana. Nyt on kuitenkin ilmeistä, että maan alkuhappeus on tarina, jonka juuret ovat meressä. O2 kerääntyi todennäköisesti maan valtameriin — tietojemme mukaan merkittäviin määriin-jo hyvissä ajoin ennen kuin se tapahtui ilmakehässä.

ihminen kyykistyy punaruskealla mullalla käsi samankeskisistä ympyröistä koostuvalla kivellä.
tutkija Chad Ostrander, jolla on 2,7 miljardia vuotta vanha fossiloitunut Stromatoliitti Länsi-Australiassa. Kuva Chad Ostrander / Arizona State University.

Bottom line: uusi tutkimus, jossa tarkasteltiin Länsi-Australian muinaisia kiviä, viittaa siihen, että O2 Maan ilmakehässä alkoi kerääntyä luultua aiemmin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.