Vaizdo kreditas: NASA
Kadangi du roveriai žvalgo Marsą dėl vandens ženklų ir gyvybės pirmtakų, geochemikai atrado įrodymų, kad senovės Žemės vandenynai daug skyrėsi nuo šių dienų. Tyrimas, paskelbtas šios savaitės žurnale „Science“, cituoja naujus duomenis, kurie rodo, kad Žemės gyvybę teikiančiuose vandenynuose buvo mažiau deguonies nei šiandien ir milijardą metų galėjo būti beveik be deguonies, nei manyta anksčiau. Šie atradimai gali padėti paaiškinti, kodėl sudėtingas gyvenimas vos nesikeitė milijardus metų po jo atsiradimo.
Mokslininkai, finansuojami iš Nacionalinio mokslo fondo (NSF) ir susiję su Ročesterio universitetu, buvo pradininkai naujo metodo, kuris atskleidžia, kaip vandenyno deguonis galėjo pasikeisti visame pasaulyje. Dauguma geologų sutinka, kad vandenynuose ištirpusio deguonies praktiškai nebuvo prieš maždaug 2 milijardus metų ir kad per praėjusius pusę milijardo metų jie buvo turtingi deguonimi. Bet visada buvo paslaptis apie laikotarpį tarp jų.
Geochemikai sukūrė būdus, kaip aptikti senovės deguonies požymius tam tikrose vietose, bet ne visuose Žemės vandenynuose. Tačiau komandos metodas gali būti ekstrapoliuotas, kad būtų galima suprasti visų pasaulio vandenynų prigimtį.
„Tai yra geriausias tiesioginis įrodymas, kad tuo metu pasaulio vandenynuose buvo mažiau deguonies“, - sako Gailas Arnoldas, Ročesterio universiteto žemės ir aplinkos mokslų doktorantas ir pagrindinis tyrimo darbo autorius.
Prideda Enriqueta Barrera, NSF Žemės mokslų padalinio programos direktorė: „Šis tyrimas yra paremtas nauju metodu - molibdeno izotopų taikymu, kuris leidžia mokslininkams išsiaiškinti globalius pasipiktinimus vandenynų aplinkoje. Šie izotopai atveria naujas duris tyrinėti anoksines vandenyno sąlygas kartais per geologinius duomenis “.
Arnoldas ištyrė akmenis iš šiaurės Australijos, esančius vandenyno dugne prieš daugiau nei milijardą metų, naudodamas naują metodą, kurį sukūrė jos ir bendraautoriai Jane Barling ir Ariel Anbar. Ankstesni tyrėjai buvo išgręžę kelis metrus į uolą ir išbandę jos cheminę sudėtį, patvirtindami, kad joje saugiai saugoma originali informacija apie vandenynus. Komandos nariai sugrąžino šias uolienas į savo laboratorijas, kuriose naudojo naujai sukurtą technologiją, vadinamą kelių kolektorių induktyviai sujungtos plazmos masės spektrometru, kad ištirtų molibdeno izotopus uolienose.
Elementas molibdenas patenka į vandenynus per upių nuotėkį, ištirpsta jūros vandenyje ir gali ištirpti šimtus tūkstančių metų. Ilgai būdamas tirpale, molibdenas gerai maišosi vandenynuose, todėl yra puikus pasaulinis rodiklis. Tada jis iš vandenynų pašalinamas į dviejų tipų jūros dugno nuosėdas: tas, kurios yra po vandenimis, turinčias daug deguonies, ir tas, kuriose trūksta deguonies.
Dirbdama su bendradarbiu Timothy Lyonsu iš Misūrio universiteto, Ročesterio komanda ištyrė šiuolaikinio jūros dugno pavyzdžius, įskaitant retas vietas, kuriose šiandien trūksta deguonies. Jie sužinojo, kad molibdeno izotopų cheminis elgesys nuosėdose skiriasi, atsižvelgiant į deguonies kiekį vandenyse. Dėl to molibdeno izotopų chemija pasauliniuose vandenynuose priklauso nuo to, kiek jūros vandenyje trūksta deguonies. Jie taip pat nustatė, kad molibdenas tam tikrose uolienose užfiksuoja šią informaciją apie senovės vandenynus. Palyginti su šiuolaikiniais mėginiais, molibdeno chemijos matavimai uolienose iš Australijos rodo vandenynus, kuriuose yra daug mažiau deguonies.
Klausimas, kiek mažiau deguonies. Pasaulis, kuriame pilna anoksinių vandenynų, gali turėti rimtų padarinių evoliucijai. Eukariotai - ląstelės, sudarančios visus organizmus, išskyrus bakterijas, - jau prieš 2,7 milijardo metų atsirado geologiniame įraše. Tačiau eukariotai su daugybe ląstelių - augalų ir gyvūnų protėviais - atsirado tik prieš pusantro milijardo metų, maždaug tuo metu, kai vandenynai praturtėjo deguonimi. Su paleontologu Andrew Knollu iš Harvardo universiteto Anbaras anksčiau iškėlė hipotezę, kad ilgesnis anoksinių vandenynų laikotarpis gali būti raktas į tai, kodėl sudėtingesni eukariotai vos išgaravo gyvybę, o jų gausūs bakteriniai pusbroliai klestėjo. Arnoldo tyrimas yra svarbus žingsnis tiriant šią hipotezę.
„Stebėtina, kad tiek mažai žinome apie savo pačių planetos vandenynų istoriją“, - sako Anbaras. „Ar vandenynuose buvo deguonies, ar ne, yra paprastas cheminis klausimas, į kurį, jūsų manymu, būtų lengva atsakyti. Tai parodo, kaip sunku erzinti informaciją iš roko įrašų ir kiek dar mums reikia sužinoti apie savo kilmę. “
Kitas žingsnis - išsiaiškinti, kiek senovės vandenynuose buvo mažiau deguonies. Mokslininkai planuoja tęsti molibdeno chemijos studijas, kad atsakytų į šį klausimą, ir toliau palaikydami NSF ir NASA - agentūrų, kurios rėmė pradinį darbą. Informacija ne tik atskleis mūsų pačių evoliuciją, bet gali mums padėti suprasti sąlygas, kurių turėtume ieškoti ieškant gyvenimo už Žemės ribų.
Originalus šaltinis: NSF naujienų leidinys
